【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工装备，尤其涉及一种多臂凿岩台车防碰撞方法及装置。
技术介绍
1、钻爆法施工是用炸药爆破来破碎岩体，开出洞室的一种施工方法，绝大部分的隧道工程均在使用这种施工方法。钻爆法施工工作环境恶劣、劳动强度大、危险系数高，劳动力需求也很大，急需提高施工过程的机械化水平，而施工装备的自动化与智能化，可以极大减少施工过程对人力的依赖。
2、凿岩台车是一种采用钻爆法施工的开挖装备，广泛应用于各种隧道和巷道，它移动相对灵活并常常配置多条臂架(机械臂)同时进行凿岩钻眼作业。由于每个臂架的作业位置不同，臂架在进行位移的过程中，可能会发生碰撞。臂架的碰撞不仅会造成正常施工的中断，还可能损坏臂架和凿岩机。
3、凿岩台车液压系统存在滞后性，并且目前凿岩台车编码器、电控阀等组件与上层控制系统间的通信频率普遍不高，导致凿岩台车臂架没有实现对运动轨迹的精确控制，所以臂架防碰撞一般在后台高频运行，当监测到碰撞风险时发出报警，即实现碰撞预警。这就对防碰撞的监测效率和资源占用提出了很高的要求。
4、近年来随着科技的发展和学科间的交融，出现了一些凿岩台车臂架防碰撞技术，如申请号为201610206372.9的一种针对臂架的防碰撞方法及系统，监测臂架之间的距离；当任意两个臂架之间的距离小于第二预设值大于第一预设值时输出警告提示；当任意两个臂架之间的距离等于或小于第二预设值时对臂架的位移轨迹进行预判并根据预判结果锁定臂架的位移轨迹，其中，只有增大臂架之间距离的位移有效其他的位移则被锁定。这种方法虽然理论上可以实现臂架间
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多臂凿岩台车防碰撞方法及装置，能够实现更全面高效的碰撞预警，且模型更加简单，更有利于提高碰撞检测的效率。
2、本专利技术的目的可采用下列技术方案来实现：
3、本专利技术提供了一种多臂凿岩台车防碰撞方法，包括：
4、在实际隧道中建立隧道三维坐标系；
5、根据隧道设计轮廓在隧道三维坐标系中生成隧道碰撞模型；
6、对凿岩台车的每个机械臂的每个关键关节均生成初始长方体包络模型；
7、根据隧道碰撞模型测量凿岩台车在隧道三维坐标系中的车体位姿；
8、实时采集机械臂的运动数据，根据运动数据、机械臂的dh参数、车体位姿和初始长方体包络模型得到在隧道三维坐标系下各关键关节的实际长方体包络模型；
9、根据实际长方体包络模型和隧道碰撞模型对各实际长方体包络模型之间以及各实际长方体包络模型与隧道碰撞模型的内表面之间进行碰撞预判检测。
10、本专利技术还提供一种多臂凿岩台车防碰撞装置，多臂凿岩台车防碰撞装置包括：
11、隧道模型生成模块，用于根据隧道设计轮廓生成隧道碰撞模型；
12、机械臂模型生成模块，用于对凿岩台车的每个机械臂的每个关键关节均生成初始长方体包络模型；
13、车体位姿测量模块，用于根据隧道碰撞模型测量凿岩台车在实际隧道中的车体位姿；
14、关节数据采集模块，用于实时采集机械臂的运动数据；
15、碰撞报警模块，用于根据运动数据、机械臂的dh参数、车体位姿和初始长方体包络模型得到实际运动位置的实际长方体包络模型；并根据实际长方体包络模型和隧道碰撞模型对各实际长方体包络模型之间以及各实际长方体包络模型与隧道碰撞模型的内表面之间进行碰撞预判检测。
16、由上所述，本专利技术的防碰撞方法及装置，可以对凿岩台车的各机械臂之间以及各机械臂与隧道岩壁之间是否存在碰撞进行预测，实现更全面高效的碰撞预警。同时，对机械臂的关键关节生成长方体包络模型，采用长方体包络，模型更加简单，更有利于提高碰撞检测的效率。
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1.一种多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
6.如权利要求4所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
7.如权利要求2所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
8.如权利要求1所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
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11.如权利要求10所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
12.如权利要求11所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
13.如权利要求2所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，所述多臂凿岩台车(1)防碰撞方法还包括：
14.如权利要
15.一种多臂凿岩台车防碰撞装置，其特征在于，所述多臂凿岩台车(1)防碰撞装置包括：
16.如权利要求15所述的多臂凿岩台车防碰撞装置，其特征在于，
17.如权利要求16所述的多臂凿岩台车防碰撞装置，其特征在于，所述碰撞报警模块(25)包括：
18.如权利要求16所述的多臂凿岩台车防碰撞装置，其特征在于，所述多臂凿岩台车(1)防碰撞装置还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
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5.如权利要求4所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
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7.如权利要求2所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
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9.如权利要求1所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
10.如权利要求2所述的多臂凿岩台车防碰撞方法，其特征在于，
11....
【专利技术属性】
技术研发人员：牛孔肖，荆留杰，陈坤杰，李鹏宇，朱哲，孟祥波，李艺嘉，李宁，王豪，孙森震，王占辉，王洋滨，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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