用于盾構(gòu)姿態(tài)測量的激光標(biāo)靶關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、在盾構(gòu)施工中,為了保證隧道質(zhì)量,必須實(shí)時(shí)測量盾構(gòu)的位姿,控制盾構(gòu)與設(shè)計(jì)軸線的偏差。本文針對(duì)盾構(gòu)施工條件復(fù)雜、測量環(huán)境惡劣的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了一種復(fù)雜性低、抗振動(dòng)能力強(qiáng)的激光標(biāo)靶,完成高精度的盾構(gòu)姿態(tài)測量。
　　本文分析了傾角儀和CCD相結(jié)合的盾構(gòu)姿態(tài)角測量原理,將俯仰角和水平角的測量轉(zhuǎn)化為對(duì)CCD上光斑偏移距離的測量;研究采用高分辨率的CCD、提高光斑中心的定位精度有效提高盾構(gòu)姿態(tài)角的測量精度;由于光斑內(nèi)部存在暗區(qū)域,本文采用基于灰

2、度形態(tài)學(xué)的圖像濾波技術(shù),通過選用大小合適的濾波模板,有效降低了上述缺陷對(duì)光斑中心定位的影響;采用改進(jìn)的梯度閾值法光斑中心定位算法,即先使用灰度過閾值法檢測光斑的輪廓,再沿該輪廓進(jìn)行梯度閾值檢測,使光斑中心達(dá)到像素級(jí)定位精度。
　　根據(jù)CCD上激光光斑的位置,得到激光與標(biāo)靶軸線的夾角,結(jié)合激光的水平方位和仰角,推導(dǎo)出了標(biāo)靶法盾構(gòu)姿態(tài)角計(jì)算算法,研究了標(biāo)靶元件參數(shù)的標(biāo)定方法及傾角儀安裝誤差補(bǔ)償算法,并對(duì)系統(tǒng)的姿態(tài)角測量精度進(jìn)行了分析。