基于激光三角法的盾构单环出渣量检测
发布时间：2020-06-03 02:39
【摘要】：随着基础建设的不断推进,轨道交通在各个城市中扮演着越来越重要的角色,地铁修建工作也在各个城市中快速推进,在地铁修建的过程中不可避免的要涉及到盾构机出渣的问题,盾构单环出渣量(渣土体积)可以反应出盾构机刀盘前方的地质环境,盾构机的工作状态以及地面是否发生了严重沉降的情况,工作人员可以根据渣土所反映的情况及时调整盾构机的掘进状态,以便保护设备不受损伤同时也可以总结地表沉降规律,减少发生严重沉降的概率。针对隧道复杂环境下盾构出渣体积计算的问题,本文提出了一种基于激光三角法的渣土体积检测方法。首先本文详细地介绍了激光三角法测量体积的原理,阐述了体积测量中的关键技术,归纳总结了当前国内外关于激光三角法的研究情况,并在分析研究前人关于利用激光三角法对物体进行三维重构和体积检测的基础上,设计了一套渣土表面轮廓三维重建和体积检测设备。其次,介绍了测量系统中的各个部分的组成,完成了测量系统的软硬件系统搭建。基于张氏相机标定法设计了一种简单的相机与结构光源系统标定的方法,实现了渣土表面轮廓图像坐标与相机坐标的转换。然后,针对隧道环境易对图像形成干扰,提出了一种基于HSV颜色空间的图像增强算法,该算法可以明显增强低照度环境下图像的质量,为后续的激光线提取及轮廓重建打下基础;再次,完成了对激光线区域的分割,滤波去噪处理,采用改进的Hessian矩阵光条中心提取算法对激光线中心进行了提取,并与传统的方法进行了对比,取得了良好的效果;之后,采用G-C二重差分方法对渣土车的运行速度进行检测。最后,通过所采集的数据可以对渣土表面进行积分重构,恢复出渣土车表面的三维轮廓。分别对渣土车倾倒前后进行扫描,积分计算,对两次结果进行作差累加,即可得到单次的出渣体积。并且与利用激光雷达所测量计算所得到的数据为参考进行了对比,验证本文所提方法的可靠性,对系统的误差进行了分析。最后采用Qt对该系统进行了软件方案实现。
【图文】：
量设备的选型与系统的结构设计件设备选型机在系统中处于核心位置，相机的选择主要需要考虑两方面因的视场是否能够达到测量要求；然后是采集到的图像是否能满的精度。本系统选择的是 JAI 公司生产的型号为 GO-5000C-PM COMS 高速彩色相机，如图 3-2 所示。该相机不仅可以满足相比于只提供数字增益的 CMOS 相机，该型号相机的帧率更状态下采集速率可以达到 107fps，且该相机还具有灵敏度更好像噪声更低的特点。该相机的分辨率可以达到 2560*2048 pix车运行速度的测量，该相机的帧率可以达到 107/fps。
图 3-3 FL-CC2514A-2M 型镜头好，高能量集中度，光线程中，选用线结构光作为在对采集的图像进行增强滤更加集中，便于后续激光测量准确度和精确度更高点。本文选用富U喛萍脊す馄鞑募す獠ǔのβ示强傻鞯摹，
本文编号：2694162
【图文】：
量设备的选型与系统的结构设计件设备选型机在系统中处于核心位置，相机的选择主要需要考虑两方面因的视场是否能够达到测量要求；然后是采集到的图像是否能满的精度。本系统选择的是 JAI 公司生产的型号为 GO-5000C-PM COMS 高速彩色相机，如图 3-2 所示。该相机不仅可以满足相比于只提供数字增益的 CMOS 相机，该型号相机的帧率更状态下采集速率可以达到 107fps，且该相机还具有灵敏度更好像噪声更低的特点。该相机的分辨率可以达到 2560*2048 pix车运行速度的测量，该相机的帧率可以达到 107/fps。
图 3-3 FL-CC2514A-2M 型镜头好，高能量集中度，光线程中，选用线结构光作为在对采集的图像进行增强滤更加集中，便于后续激光测量准确度和精确度更高点。本文选用富U喛萍脊す馄鞑募す獠ǔのβ示强傻鞯摹，
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