在各類復(fù)雜的地下盾構(gòu)施工環(huán)境中,硬巖全斷面掘進(jìn)裝備(簡稱TBM)中具備實(shí)時(shí)位姿測量功能的導(dǎo)向系統(tǒng),為控制TBM掘進(jìn)路線與設(shè)計(jì)軸線的偏差提供了最關(guān)鍵的技術(shù)支撐。為此,本文針對(duì)某新型混聯(lián)式TBM,如何設(shè)計(jì)出一種低復(fù)雜度、高抗噪能力的光學(xué)標(biāo)靶,以實(shí)現(xiàn)精確高效的TBM位姿測量方法,本文開展了以下研究工作:論文首先對(duì)當(dāng)前主要的TBM導(dǎo)向系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,對(duì)其技術(shù)方案及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析,針對(duì)現(xiàn)有某新型混聯(lián)TBM具備兩級(jí)推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,提出了用于TBM位姿測量的單目視覺位姿測量方法。該法匹配設(shè)計(jì)了具有六個(gè)特征點(diǎn)按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分布的激光光學(xué)標(biāo)靶,根據(jù)射影不變性原理建立了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中各個(gè)特征點(diǎn)的共線關(guān)系,并給出了其特征點(diǎn)排序算法及特征點(diǎn)的匹配算法。其次,針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)光學(xué)標(biāo)靶中激光光斑中心快速準(zhǔn)確定位問題,提出了激光光斑中心等效光強(qiáng)定中算法,并對(duì)其中心位置精度和抗干擾能力進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,該法快速有效,中心位置定位精度高和抗干擾能力強(qiáng)。然后,根據(jù)攝像機(jī)標(biāo)定原理,建立了攝像機(jī)標(biāo)定模型,并選用ChArUco標(biāo)定法進(jìn)行攝像機(jī)內(nèi)參的校準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合弱透視投影原理,簡化了多特征點(diǎn)PnP問...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 研究目的和意義
        1.1.2 課題來源
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 TBM導(dǎo)向系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 視覺位姿測量研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
    1.4 章節(jié)小結(jié)
第二章 新型TBM位姿測量系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 新型TBM位姿測量系統(tǒng)方案
    2.2 激光光學(xué)靶標(biāo)的設(shè)計(jì)與特征匹配
        2.2.1 光學(xué)靶標(biāo)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.2 光學(xué)靶標(biāo)特征點(diǎn)匹配
    2.3 位姿測量系統(tǒng)的組成
        2.3.1 位姿測量系統(tǒng)硬件組成
        2.3.2 位姿測量系統(tǒng)軟件框架
    2.4 章節(jié)小結(jié)
第三章 激光光斑中心定位算法研究
    3.1 光斑圖像預(yù)處理
        3.1.1 光斑圖像的分割
        3.1.2 光斑圖像特征點(diǎn)提取
    3.2 光斑中心定位算法
        3.2.1 激光光斑模型建立
        3.2.2 光斑中心定位評(píng)價(jià)指標(biāo)
    3.3 定中算法仿真與實(shí)驗(yàn)分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于單目視覺的TBM位姿測量
    4.1 攝像機(jī)標(biāo)定方法與原理
        4.1.1 基于Ch ARUco標(biāo)定法
        4.1.2 攝像機(jī)標(biāo)定原理與模型
    4.2 PnP問題的線性近似求解
    4.3 基于重投影誤差的非線性優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理
    5.1 標(biāo)靶實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
    5.2 算法流程
    5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A 部分算法實(shí)現(xiàn)源碼
個(gè)人簡歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3873901