[發明專利]一種激光測量實現空間姿態定位的測量方法

在審

• 申請號: 202211568916.8
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115773738A
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 劉迎燦;汪灝;徐輝東;包婷婷;許斌
• 申請（專利權）人: 煤炭工業合肥設計研究院有限責任公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 麗水創智果專利代理事務所(普通合伙) 33278
• 代理人: 邱志文

本發明公開了一種激光測量實現空間姿態定位的測量方法，包括設備分布調試、基準定位、堅持定位三個步驟；其中步驟A1、設備分布調試，采用門架結構設備系統，門架結構設備系統具備三點分布的激光定位機構和一個監視器，對三個激光定位機構進行位置分布，并信號連接同一控制中心，通過控制中心接收激光定位機構反饋的坐標信息，并進行控制信號的發送；本方法通過三組激光測量實現空點姿態定位，通過計算方法與參照物標定規則，實現高量程、標定容易、應用場景適用性廣等特點，滿足使用需求。

技術領域

本發明涉及激光測量定位技術，具體是一種激光測量實現空間姿態定位的測量方法。

背景技術

空間定位機構在各領域都有廣泛的應用，譬如現在比較成熟的3D打印技術，就是基于空間定位機構及對應系統實現。

目前在煤炭開采等礦用系統中，對于定點控制的精準要求也逐步提高，因此需要提出一種方法，來滿足日益提高的作業需求，對目標坐標點和空間向量進行精準照射定位、定向，為空間定位方案的執行提供便捷和執行精度的保證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光測量實現空間姿態定位的測量方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光測量實現空間姿態定位的測量方法，包括設備分布調試、基準定位、堅持定位三個步驟；

其中步驟A1、設備分布調試，采用門架結構設備系統，門架結構設備系統具備三點分布的激光定位機構和一個監視器，對三個激光定位機構進行位置分布，并信號連接同一控制中心，通過控制中心接收激光定位機構反饋的坐標信息，并進行控制信號的發送，以確定具體定位，每個激光定位機構均具有控制調節結構和激光發射器，通過控制調節結構來調整激光發射器的發射角度、方向，每個激光定位機構調節覆蓋角度均為360°，保證其有效定位平面范圍形成以蓋定位平面范圍為界面的半球體，即有效定位空間范圍；

三個激光定位機構還構成三向激光定位單元，用于進行設備原點S的激光校準，定位的準確性是基于初始位置校準而定，即三個激光定位機構發出的激光會在原點S進行重合；進一步的，三個激光定位機構中激光發射器的焦點確定為原點S；

步驟S2基準定位，基于步驟S1對于激光定位機構機構進行位置固定的基礎上，以目標位置球形方向上選取三個定點位置，預先進行掃描獲得掃描圖像，以掃描的圖像為基礎在控制中心中做出三維模型，并以三維模型來計劃定位方案；

再確定基準點X外側圓周方向水平位置兩側的垂直投影點，通過激光定位機構進行掃描定位，完成水平方向的基準定位；

步驟S3檢測定位，重復步驟S1和S2，以不同的圓周直徑來進行多次的三維模型建立及掃描，獲取到三個定點位置在空間的位移向量，并通過控制中心進行調整，獲取到最終的定位方案；

最終將方案通過控制系統進行數據導入后，計算出對于激光定位機構的位置調整方案，提高定位的精準度。

作為本發明的優選方案：所述門架結構設備系統還具有整體控制系統，包括控制中心、高度調節單元和角度調節單元，高度調節單元具有依次連接的步進控制模塊和步進驅動模塊，角度調節單元具有依次連接的伺服控制模塊和伺服驅動模塊，所述步進驅動模塊包括三個步進電機，伺服驅動模塊包括三個伺服電機，步進電機和伺服電機組成激光定位機構的控制調節結構，激光發射器設置在伺服電機的輸出端，伺服電機設置在步進電機的輸出端，所述伺服控制模塊還通過編碼控制模塊連接控制中心，編碼控制模塊包括與伺服電機信號連接的編碼器，通過伺服電機可反饋坐標信息，通過編碼器進行編譯反饋給控制中心，方便進行精密調節。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本方法通過三組激光測量實現空點姿態定位，通過計算方法與參照物標定規則，實現高量程、標定容易、應用場景適用性廣等特點，滿足使用需求。

附圖說明