专利汇可以提供一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣识别装置及其方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种硬岩 隧道掘进机 隧道底部积渣识别装置及其方法。该装置包括一组 导轨 ,该组所述导轨布置在硬岩隧道掘进机主梁底部;一组 旋转机 构,该组所述旋转机构通过转接架固定在导轨相应的滑 块 上;一对工业相机,该对所述工业相机组成 双目视觉 系统,并通过T形板安装在旋转机构上;一个2D 激光雷达 ,该所述激光雷达固定在导轨相应的滑块上。本发明装置的双目视觉系统和激光雷达可以通过导轨实现沿隧道挖掘方向上的移动,从而获得隧道底部的积渣图像与点 云 信息,对图像信息和点云信息进行融合等后处理,实现对隧道底部积渣的识别。,下面是一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣识别装置及其方法专利的具体信息内容。
1.一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣识别装置,其特征在于:包括支撑架(1)、隧道壁底座(2)、导轨(3)、激光雷达装置(4)、双目视觉装置(5)、主梁(6);其中,主梁(6)固定在支撑架(1)顶部,支撑架(1)通过螺栓与隧道壁底座(2)固连,导轨(3)安装在主梁(6)底部,激光雷达装置(4)和双目视觉装置(5)安装在导轨(3)上,激光雷达装置(4)包括激光雷达滑块(41)和2D激光雷达(42),2D激光雷达(42)固定在激光雷达滑块(41)上;双目视觉装置(5)包括相机滑块(51)、转接架(52)、旋转台(53)、工业相机(54)和在T形板(55);转接架(52)通过其一个直角面固定安装在相机滑块(51)上,旋转台(53)安装在转接架(52)的另一个直角面,T形板(55)通过螺栓安装在旋转台(53)的旋转面上,两个工业相机(54)固定在T形板(55)上,激光雷达滑块(41)和相机滑块(51)分别与导轨(3)构成直线滑块机构。
2.根据权利要求1所述的硬岩隧道掘进机底部积渣识别装置,其特征在于:2D激光雷达(42)背面使用螺栓固定在激光雷达滑块(41)底部,激光雷达滑块(41)通过其内部的钢珠与导轨(3)构成滚珠导轨式移动副。
3.根据权利要求1所述的硬岩隧道掘进机底部积渣识别装置,其特征在于:激光雷达滑块(41)在动力源的驱动下,带着2D激光雷达(42)沿隧道挖掘方向移动,对硬岩隧道掘进机刀盘和盾体后部的隧道底部进行扫描。
4.根据权利要求1所述的硬岩隧道掘进机底部积渣识别装置,其特征在于:两个工业相机(54)组成双目相机。
5.根据权利要求1所述的硬岩隧道掘进机底部积渣识别装置,其特征在于:步进电机驱动旋转台(53)在隧道横截面内做旋转运动,两个工业相机(54)以旋转台(53)中心为圆心,以双目相机基线与T形板(55)对称轴交点到旋转平面中心距离为半径,做圆弧运动,工业相机(54)所做圆弧运动的两个极限位置是与隧道横截面铅垂中心线成±20°。
6.一种权利要求1所述装置的硬岩隧道掘进机底部积渣识别方法,其特征在于,通过双目视觉获得积渣分布与体量特征,包括以下步骤:
步骤一:工业相机标定:将已知标定板作为标定图像的采集对象,利用双目相机采集标定图像,建立起三维世界坐标到双目相机图像坐标的映射关系,进行标定得到标定参数;
步骤二:数据采集单元中的激光雷达装置在接收到操作指令后,激光雷达滑块带动着
2D激光雷达沿隧道掘进方向连续移动,获取目标区域内积渣的深度信息,并将信息通过以太网线实时传输至工控机;
步骤三:数据采集单元中的双目视觉装置在接收到操作指令后,相机滑块带动着双目相机沿隧道掘进方向间歇移动,到达第一个采集点时,相机滑块停止运动,在步进电机驱动下双目相机随着旋转台中的旋转面运动到与隧道横截面铅垂中心线成+20°夹角的工位对隧道底部进行图像采集后,再旋转至与隧道横截面铅垂中心线成-20°的工位再次进行图像采集,两次图像采集完成后,在动力源的驱动下,相机滑块沿导轨向隧道挖掘方向移动,直至到达下一个采集点继续重复两个工位的图像采集,并将图像通过以太网线实时传输至工控机,进行图像拼接、对比度增强、均匀亮度、特征提取处理;
步骤四:将由激光雷达得到的深度信息和双目相机得到的图像信息进行融合,得到积渣分布情况和体量特征,完成隧道底部积渣的识别。
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