[发明专利]一种悬臂式掘进机位姿识别系统及方法

摘要

本发明提出一种悬臂式掘进机位姿识别系统及方法，用于解决现有技术中存在的远距离掘进时位姿识别误差较大以及可测工作空间小的技术问题，实现步骤为：设定基本参数；建立三个参考坐标系；对悬臂式掘进机的初始位置进行调整；两台防爆摄像机采集标定图像并上传；两台防爆摄像机采集激光标靶表面图像并上传；本安型倾角传感器采集自身的测量轴相对于水平面的倾角数据并上传；工控计算机对悬臂式掘进机的位姿逆解程序进行解算；本发明使用激光指向仪结合长方体结构激光标靶，降低了远距离掘进时两台十字激光发射器导致的位姿识别误差，长方体结构的激光标靶的六个面均可以用来接收激光指向仪的激光投影，增大了悬臂式掘进机的可测工作空间。

主权项

1.一种悬臂式掘进机位姿识别系统，包括激光指向装置、激光标靶、防爆摄像机和工控计算机，其中：所述激光指向装置固定在巷道顶部，用于向悬臂式掘进机掘进方向发射激光；所述激光标靶，用于接收激光指向装置发射的激光光束；所述防爆摄像机，用于采集激光标靶表面图像；所述工控计算机，用于获取悬臂式掘进机的空间位姿参数；其特征在于：/n所述激光指向装置采用激光指向仪，其所发射的激光为单束点状激光；/n所述激光标靶采用六块长方形透光板材拼接成的中空的长方体结构，固定在悬臂式掘进机机身前向轴线的正上方，且该激光标靶的上下表面与悬臂式掘进机的顶部平面平行，前后侧面与悬臂式掘进机的尾部平面平行，左右侧面与悬臂式掘进机的侧部平面平行；/n所述防爆摄像机的数量为两台，相对安装在悬臂式掘进机机身上方，每台防爆摄像机的拍摄范围各包含激光标靶的三个表面，且一台防爆摄像机拍摄范围所包含的激光标靶的三个表面与另一台防爆摄像机拍摄范围所包含的激光标靶的三个表面互不重叠；/n所述悬臂式掘进机的机身上固定有本安型倾角传感器，且该本安型倾角传感器的测量轴与悬臂式掘进机的尾部平面共面，同时与悬臂式掘进机的顶部平面平行，用于实时采集自身的测量轴相对于水平面的倾角数据；/n所述工控计算机固定在悬臂式掘进机机身内部，其所获取的悬臂式掘进机的空间位姿参数，是通过接收两台防爆摄像机所采集的激光标靶表面图像和本安型倾角传感器所采集自身的测量轴相对于水平面的倾角数据，对悬臂式掘进机的位姿逆解程序进行解算实现的。/n