[發明專利]一種用于雙護盾TBM視覺測量系統

在審

• 申請號: 202010205979.1
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111457904A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張曉日;張景程;杜文陽;劉孟健;趙旭曄;許東旭
• 申請（專利權）人: 力信測量（上海）有限公司;天津恒度量子精密儀器技術有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓帥

1.一種用于雙護盾TBM視覺測量系統，包括由前后盾體構成的雙護盾、激光器、靶標和控制器；其特征在于：所述前盾體上設置有帶激光器靶標，所述前后盾體之間通過油缸連接；所述后盾體上設置有帶帶光學傳感器的感光靶；所述光學傳感器的輸入端接收從激光器的光斑圖像；其輸出端通過網絡將光斑圖像輸出所述控制器，包括以下步驟

a.所述靶標采用空間坐標系定義的方法對激光器輸出的光信號處理建立靶標的坐標系；

b.所述控制器實時處理接收到光斑圖像建立光斑的質心坐標；

c.將所述光斑質心坐標和靶標坐標系下的光信號的坐標輸入到視覺算法中，從而解算出所述靶標和所述光學傳感器之間的相對位姿，即可完成雙護盾TBM前盾與支撐盾之間相對位姿的測量。

2.如權利要求1所述的雙護盾TBM視覺測量系統，其特征在于所述靶標的四個角上均設置有激光器；所述靶標的中間處通過空心柱分別連接有至少兩個激光器安裝。

3.如權利要求1所述的雙護盾TBM視覺測量系統，其特征在于，所述控制器實時處理接收到光斑圖像，包括以下步驟：

a.對所述光斑圖像進行灰度化處理、圖像濾波、二值化處理和圖像增強，提取出激光器的光斑在圖像中的中心位置；

b.通過所述感光靶自定義的光學傳感器坐標系，直接讀取所述圖像處理后提出的光斑中心位置。

4.如權利要求2所述的雙護盾TBM視覺測量系統，其特征在于，所述光學靶標坐標系的建立通過以下方法得到：

a.首先布置兩個以上站點，把大地坐標傳遞到設于所述前盾和后盾體之間的油缸內確定全站儀位置，直接測量出激光器點位的坐標；

b.所述光斑點的坐標為在全站儀坐標系下的坐標，通過空間坐標系定義中的空間矢量關系，確定激光器在所述的靶標上的坐標。

5.如權利要求1所述的雙護盾TBM視覺測量系統，其特征在于，所述前盾與支撐盾之間的相對位姿通過以下方法得到：采用PNP算法，將所述光斑質心坐標和所述激光器在靶標坐標系下的坐標輸入到PNP算法中，并結合空間中坐標系轉換的相關方法解算出前所述雙護盾TBM前盾的6自由度信息。