[發明專利]一種盾構機管片自動化拼裝方法及裝置

有效

• 申請號: 202011171866.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112253168B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張林;郭素陽;張連昊;王濤;楊正凡;蘇浩峰
• 申請（專利權）人: 中交天和機械設備制造有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D9/06;E21D11/40
• 代理公司: 蘇州瞪羚知識產權代理事務所(普通合伙) 32438
• 代理人: 張宇

本公開涉及一種盾構機管片自動化拼裝方法及裝置，以解決相關技術中人工管片拼裝精度較低以及拼裝過程中安全性較低的問題，包括：通過傳感器技術和圖像技術的結合，確定喂片機抓取和運輸的參數，以及確定拼裝機拼裝過程中的工作參數。這樣，可以高效、快速、精確的完成盾構機管片自動化拼裝，可以提高盾構機管片抓取、運輸過程中的安全性，以及提高盾構機管片的拼裝精度，進而可以有效的提高施工效率，以及提升盾構機施工行業的智能化水平。

技術領域

本公開涉及隧道建造技術領域，尤其涉及一種盾構機管片自動化拼裝方法及裝置。

背景技術

傳統大直徑的盾構機管片自動化拼裝系統采用人工操作方式拼裝盾構機管片，盾構機管片的抓取、運輸和拼裝均由工人操作盾構機管片自動化拼裝系統中的喂片機、運輸小車等，容易發生盾構機管片錯位，破損等，并且人工操作存在安全風險。而采用機械化抓取、轉運和拼裝盾構機管片，可以有效地避免盾構機管片錯臺，破損等，并且，可以有效地提高盾構機管片自動化拼裝的精度，保證地鐵隧道，高鐵隧道和高速隧道的安全性。

現有技術中，在盾構機管片自動化拼裝系統上裝載工業相機，通過該工業相機獲取采用盾構機管片在抓取和拼裝過程中的圖像信息，進而確定盾構機管片抓取運輸的平衡性和拼裝時的位置信息，以提高盾構機管片自動化拼裝的精度，但是，工業相機僅能夠采集盾構機管片的平面數據信息，難以完整地解析盾構機管片在三維空間內的姿態信息，造成盾構機管片自動化拼裝精度較低，以及拼裝過程中安全性較低。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本公開提供一種盾構機管片自動化拼裝方法及裝置。

根據本公開實施例的第一方面，提供一種盾構機管片自動化拼裝方法，包括：

控制盾構機管片自動化拼裝系統將待拼裝盾構機管片運送至待拼裝目標位置；

在待拼裝盾構機管片運送至待拼裝目標位置后，通過圖像采集裝置采集所述待拼裝盾構機管片的標志物特征信息，并計算所述標志物特征信息的梯度方向，并通過激光測距傳感器采集所述待拼裝盾構機管片的高度信息；

將所述目標物特征信息進行邊緣檢測并在所述梯度方向上取所述標志物特征信息對應的極值點作為邊緣點；

將所述邊緣點進行參數平面量化得到對應的坐標參數，并根據所述梯度方向和所述坐標參數確定所述邊緣點在坐標系中的直線參數；

根據所述直線參數確定所述待拼裝盾構機管片的三角標志圖像，并根據所述高度信息確定所述待拼裝盾構機管片的調整高程信息，以及根據所述待拼裝盾構機管片的三角標志圖像與上環管片的三角標志圖像，確定所述待拼裝盾構機管片的調整方向信息和調整距離信息；

根據所述調整高程信息、所述調整方向信息和調整距離信息確定所述拼裝機的運動參數，并控制所述拼裝機按照所述運動參數移動。

優選的，所述根據所述梯度方向和所述坐標參數確定所述邊緣點在坐標系中的直線參數，包括：

根據所述坐標參數設置二維矩陣；

對所述坐標參數中的每一邊緣點，以其梯度方向為中心，在對應的預設區間內計算該邊緣點的量化值相應的目標值，并給相應的二維矩陣元素增加一個單位值得到對應的二維累計矩陣；

對所述二維累計矩陣進行閾值檢測，將所述二維累計矩陣中大于閾值的點作為備選點；

取所述二維累計矩陣中備選點的極大值在坐標系中的坐標為所述直線參數。

優選的，所述根據所述直線參數確定所述待拼裝盾構機管片的三角標志圖像，包括：

采用Hought變換對所述直線參數進行直線段的識別和判斷，確定所述待拼裝盾構機管片的三角標志圖像；

其中，所述Hought變換的直線辨析式為：；