一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统。本发明的方法包括：对所述凿岩台车的作业现场进行现场勘测以获取与钻点寻位相关的现场状况，所述现场状况包含所述凿岩台车的钻臂前端的钻臂前端位置；将待钻钻点的预计位置与所述现场状况做匹配以获取所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置；根据所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置与所述钻臂前端位置计算获取所述钻臂前端与所述钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差从而实现所述钻臂的定位。与现有技术相比，根据本发明的方法及系统可以更加迅速精确的识别钻臂前端与待钻钻点之间的相对位置偏差，从而更加迅速精确的指导钻臂进行定点寻位。
【专利说明】
一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及道路工程领域，具体说涉及一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统。
【背景技术】
[0002]钻爆法是一种常用的开挖岩石的方法。钻爆法的一般流程是首先在岩石上开孔，然后在孔洞内装填炸药，最后利用炸药爆炸来开挖岩石。早期进行钻爆法是由人工手把钎、锤击凿孔来实现在岩石上的开孔。随着技术的进步，人工开孔的方式由于其作业强度高，效率低等缺点逐步被淘汰。
[0003]凿岩台车是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备。其主要由凿岩机、钻臂(凿岩机的承托、定位和推进机构)、钢结构的车架、走行机构以及其他必要的附属设备，和根据工程需要添加的设备所组成。它能移动并支持多台凿岩机同时进行钻眼作业。应用钻爆法开挖隧道时，为凿岩台车提供了有利的使用条件，凿岩台车和装碴设备的组合可加快施工速度、提高劳动生产率，并改善劳动条件。因此凿岩台车被用于钻爆法岩石开挖，尤其是在隧道及地下工程采用钻爆法施工的过程中凿岩台车得到了广泛的应用。
[0004]在当前技术下，在利用凿岩台车进行钻爆法隧道开挖的过程中通常由操作手遥控钻臂到指定的炮眼位置进行钻孔。但是由于隧道挖掘的工作环境恶劣，导致凿岩台车的钻孔定位操作相当困难，不仅定位精度不高而且大大影响了凿岩台车的工作效率。
[0005]因此，为了提高钻点定位精度以及凿岩台车的工作效率，需要一种用于凿岩台车的新的钻点寻位系统。
【发明内容】
[0006]为了提高钻点定位精度以及凿岩台车的工作效率，本发明提供了一种凿岩台车自动寻点的定位方法，所述方法包括:
[0007]对凿岩台车的作业现场进行现场勘测以获取与钻点寻位相关的现场状况，所述现场状况包含所述凿岩台车的钻臂前端位置；
[0008]将待钻钻点的预计位置与所述现场状况做匹配以获取所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置；
[0009]根据所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置与所述钻臂前端位置计算获取所述凿岩台车的钻臂的当前位置与所述钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差从而实现所述钻臂的定位。
[0010]在一实施例中，所述方法还包括以下步骤:基于所述位置偏差控制所述钻臂进行位移以实现所述凿岩台车的钻点寻位。
[0011]在一实施例中:
[0012]利用照相设备进行现场勘测以获取并输出包含钻臂前端图像的隧道轮廓断面图像从而反映所述现场状况；
[0013]将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0014]基于所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置与所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的位置计算获取所述钻臂前端位置与所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。
[0015]在一实施例中:
[0016]利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像；
[0017]利用照相设备进行现场勘测以获取并输出钻臂前端图像；
[0018]将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0019]将所述隧道轮廓断面图像与所述钻臂前端图像进行匹配以获取所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0020]基于所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置与所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取所述钻臂前端位置与所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。
[0021]在一实施例中:
[0022]利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像；
[0023]利用照相设备进行现场勘测以获取并输出钻臂前端图像；
[0024]将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取标示所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置的钻点位置匹配结果；
[0025]将所述钻点位置匹配结果与所述钻臂前端图像进行匹配以计算获取所述钻臂前端位置与所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。
[0026]在一实施例中:
[0027]在控制所述钻臂进行位移的过程中多次获取所述钻臂前端图像；
[0028]将获取到的每个所述钻臂前端图像分别与所述钻点位置匹配结果进行匹配以计算获取所述位置偏差，其中，当所述位置偏差逐渐减小时证明所述钻臂寻位正确。
[0029]在一实施例中，在隧道外围轮廓边上和/或钻臂前端上安装反射片以提高所述照相设备获取的图像的识别效果。
[0030]本发明还提出了一种凿岩台车自动寻点的定位系统，所述系统包括:
[0031]现场勘测装置，用于获取并输出凿岩台车的作业现场中与钻点寻位相关的现场状况，所述现场状况包含所述凿岩台车的钻臂前端位置；
[0032]钻点位置获取装置，用于获取并输出待钻钻点的预计位置；
[0033]钻点位置匹配装置，其与所述现场勘测装置以及所述钻点位置获取装置连接，用于将所述现场状况与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取并输出钻点位置匹配结果；
[0034]位置偏差计算装置，其与所述钻点位置匹配装置相连，用于基于所述钻点位置匹配结果以及所述钻臂前端位置获取并输出所述凿岩台车的钻臂的当前位置与所述钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差。
[0035]在一实施例中，所述系统还包含位移控制装置，所述位移控制装置与所述位置偏差计算装置相连，用于基于所述位置偏差控制所述钻臂进行位移以实现所述凿岩台车的钻点寻位。
[0036]在一实施例中，所述系统还包含照相设备，其中:
[0037]所述现场勘测装置与所述照相设备相连，所述现场勘测装置通过所述照相设备获取包含钻臂前端图像的隧道轮廓断面图像以获取所述现场状况；
[0038]所述钻点位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0039]所述位置偏差计算装置被构造成基于所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置与所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取所述位置偏差。
[0040]在一实施例中，所述系统还包含与所述现场勘测装置相连的照相设备，所述现场勘测装置包括隧道轮廓获取装置以及钻臂前端图像获取装置，其中:
[0041 ]所述隧道轮廓获取装置通过所述照相设备获取隧道轮廓断面图像；
[0042]所述钻臂前端图像获取装置通过所述照相设备获取钻臂前端图像；
[0043]所述钻点位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取并输出标示所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置的钻点位置匹配结果；
[0044]所述位置偏差计算装置被构造成将所述钻臂前端图像与所述钻点位置匹配结果进行匹配以计算获取所述位置偏差。
[0045]在一实施例中，所述系统还包含与所述现场勘测装置相连的照相设备以及钻臂前端位置匹配装置，所述现场勘测装置包括隧道轮廓获取装置以及钻臂前端图像获取装置，其中:
[0046]所述隧道轮廓获取装置通过所述照相设备获取隧道轮廓断面图像；
[0047]所述钻臂前端图像获取装置通过所述照相设备获取钻臂前端图像；
[0048]所述钻点位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取并输出所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0049]所述钻臂前端位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述钻臂前端图像进行匹配从而获取并输出所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0050]所述位置偏差计算装置被构造成根据所述待钻钻点以及所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取所述位置偏差。
[0051]在一实施例中，所述系统还包含反射片，所述反射片安装在隧道外围轮廓边上和/或钻臂上，用于提高所述照相设备输出的相关图像的识别效果。
[0052]与现有技术相比，根据本发明的方法和系统可以更加迅速精确的识别钻臂前端与待钻钻点之间的相对位置偏差，从而更加迅速精确的指导钻臂进行定点寻位;根据本发明的方法和系统可以实现钻臂的自动定点寻位，从而大大降低了人工消耗，提高了工作效率。
[0053]本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
【附图说明】
[0054]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0055]图1-图3分别是根据本发明不同实施例的方法流程图；
[0056]图4-图6分别是根据本发明不同实施例的系统结构简图。
【具体实施方式】
[0057]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0058]在当前技术下，在利用凿岩台车进行钻爆法隧道开挖的过程中通常由操作手遥控钻臂到指定的炮眼位置进行钻孔。但是由于隧道挖掘的工作环境恶劣，导致凿岩台车的钻孔定位操作相当困难，不仅定位精度不高而且大大影响了凿岩台车的工作效率。
[0059]为了提高凿岩台车的工作效率，本发明首先提出了一种凿岩台车自动寻点的定位方法。在本发明的主要流程是:首先对凿岩台车的作业现场进行现场勘测以获取与钻点寻位相关的现场状况，这里的现场状况包含凿岩台车的钻臂前端位置;然后将待钻钻点的预计位置与现场状况做匹配以获取待钻钻点在作业现场上的实际位置;最后根据待钻钻点在作业现场上的实际位置与钻臂前端位置计算获取钻臂前端与钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差从而实现钻臂的定位。
[0060]与现有技术相比，根据本发明的方法可以更加迅速精确的识别钻臂前端与待钻钻点之间的相对位置偏差，从而更加迅速精确的指导钻臂进行定点寻位。进一步的，还可以基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。根据本发明的方法可以实现钻臂的自动定点寻位，从而大大降低了人工消耗，提高了工作效率。
[0061]接下来基于附图详细描述根据本发明一实施例的方法的执行流程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0062]首先执行现场勘测，在本实施例中，采用了基于图像的方式进行现场勘测。如图1所示，首先执行步骤S110，获取隧道轮廓断面图像步骤。在步骤SllO中，利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像从而反映现场状况。在这里，隧道轮廓断面图像包含钻臂前端图像。
[0063]与此同时，执行步骤S130，钻点位置获取步骤，获取钻点的预计位置。具体的，在本实施例中，获取的是标记有钻点(炮眼)位置的计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)图。
[0064]接下来执行步骤S140，钻点位置匹配步骤，将隧道轮廓断面图像与待钻钻点的预计位置进行匹配以获取待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置。具体的，在本实施例中，首先将相机拍摄到的图像经过边缘检测，提取出隧道壁的轮廓位置，然后将提取出的轮廓与导入的炮眼CAD图相匹配。
[0065]接下来就可以执行步骤S160，位置偏差计算步骤，基于待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置与钻臂前端图像在隧道轮廓断面上的位置计算获取钻臂前端位置与待钻钻点在作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。最后执行步骤S170，基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。
[0066]在图1所示的实施例中，钻臂前端位置的确定主要是基于从隧道轮廓断面图像分离出钻臂前端图像。考虑到图像精度的因素，从隧道轮廓断面图像分离出钻臂前端图像并不能很好的确定钻臂前端的精确位置。
[0067]为了提高钻臂前端的定位精度，在本发明的另一实施例中采用了钻臂前端图像匹配定位的方式。如图2所示，首先执行步骤S210，获取隧道轮廓断面图像步骤。在步骤S210中，利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像从而反映现场状况。在这里，隧道轮廓断面图像是否包含钻臂前端图像并不影响后续步骤。
[0068]与此同时，执行步骤S230，钻点位置获取步骤，获取钻点的预计位置。具体的，在本实施例中，获取的是标记有钻点(炮眼)位置的计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)图。
[0069]接下来执行步骤S240，钻点位置匹配步骤，将隧道轮廓断面图像与待钻钻点的预计位置进行匹配以获取待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置。具体的，在本实施例中，首先将相机拍摄到的图像经过边缘检测，提取出隧道壁的轮廓位置，然后将提取出的轮廓与导入的炮眼CAD图相匹配。
[0070]在图2所示的实施例中，重点是要执行步骤S220，获取钻臂前端图像步骤，利用照相设备进行现场勘测以获取并输出钻臂前端图像。在步骤S220以及S210执行完毕的前提下，执行步骤S250，钻臂前端位置匹配步骤，将隧道轮廓断面图像与钻臂前端图像进行匹配以获取钻臂前端在隧道轮廓断面图像上的对应位置。
[0071]这样，在步骤S240与S250执行完毕的前提下就可以执行步骤S260，位置偏差计算步骤，基于待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置与钻臂前端在隧道轮廓断面上的对应位置计算获取钻臂前端与待钻钻点在作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。最后执行步骤S270，基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。
[0072]这里需要说明的是，步骤S230、S210以及S220的执行并不需要限定先后顺序，只要满足步骤S240以及步骤S250的执行前提即可。
[0073]图2所示的实施例采用了分别对钻点以及钻臂前端进行匹配定位的方式，为了简化步骤，在本发明的一实施例中，采用了多重匹配的方式。如图3所示，首先执行步骤S310，获取隧道轮廓断面图像步骤。在步骤S310中，利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像从而反映现场状况。在这里，隧道轮廓断面图像是否包含钻臂前端图像并不影响后续步骤。
[0074]与此同时，执行步骤S330，钻点位置获取步骤，获取钻点的预计位置。具体的，在本实施例中，获取的是标记有钻点(炮眼)位置的计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)图。
[0075]接下来执行步骤S340，钻点位置匹配步骤，将隧道轮廓断面图像与待钻钻点的预计位置进行匹配以获取标示待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置的钻点位置匹配结果。具体的，在本实施例中，首先将相机拍摄到的图像经过边缘检测，提取出隧道壁的轮廓位置，然后将提取出的轮廓与导入的炮眼CAD图相匹配。
[0076]在图3所示的实施例中，重点依然是要执行步骤S320，获取钻臂前端图像步骤，利用照相设备进行现场勘测以获取并输出钻臂前端图像。但是之后并不对钻臂前端位置进行独立的匹配定位，而是在步骤S320以及S340执行完毕的前提下，执行步骤S2350，钻臂前端位置匹配步骤，将钻臂前端图像与钻点位置匹配结果进行匹配以获取同时包含待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置以及钻臂前端在隧道轮廓断面图像上的对应位置的匹配结果。
[0077]这样，在步骤S350执行完毕的前提下就可以执行步骤S360，位置偏差计算步骤，基于待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置与钻臂前端在隧道轮廓断面上的对应位置计算获取钻臂前端与待钻钻点在作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。最后执行步骤S370，基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。
[0078]这里需要说明的是，步骤S330、S310以及S320的执行并不需要限定先后顺序，只要满足步骤S340以及步骤S350的执行前提即可。
[0079]根据本发明的方法，通过工业相机拍照定位，提高了钻臂定位的准确度和速度。进一步的，在本发明的一实施例中，为了在钻臂定位过程中(步骤S170/S270/S370)精确的掌握钻臂寻位情况，在控制所述钻臂进行位移的过程中多次获取位置偏差。这样，当位置偏差逐渐减小时证明所述钻臂寻位正确。
[0080]具体的，在如图1所示的实施例中，多次获取包含钻臂前端图像隧道轮廓断面图像;在如图2和图3所示的实施例中，只需要多次获取钻臂前端图像，而不需要重复获取隧道轮廓断面图像。
[0081]特别的，在如图3所示的实施例中，只需要执行一次步骤S340获取钻点位置匹配结果，然后将获取到的每个钻臂前端图像分别与钻点位置匹配结果进行匹配就可以计算获取位置偏差。
[0082]为了提高钻臂前端以及钻点的定位精度，简化定位计算的计算量以及计算难度，在本发明的一实施例中，在隧道外围轮廓边上和钻臂前端上安装反射片以提高照相设备获取的图像(隧道轮廓断面图像和钻臂前端图像)的识别效果。如图1所示的步骤S100、图2所示的步骤S200以及图3所示的步骤S300。
[0083]具体的，在隧道外轮廓边缘安装3个(或3个以上)反射片，在凿岩台车每个钻臂前端安装反射片。当然的根据实际需求，也可以只在隧道外围轮廓边上或钻臂前端上安装反射片。本发明的方法通过安装反射片，提高了隧道中的识别度，保证隧道轮廓和钻臂位置的正确识别。
[0084]基于本发明的方法，本发明还提出了一种凿岩台车自动寻点的定位系统，其主要结构包括:
[0085]现场勘测装置，用于获取并输出凿岩台车的作业现场中与钻点寻位相关的现场状况，现场状况包含凿岩台车的钻臂前端的钻臂前端位置；
[0086]钻点位置获取装置，用于获取并输出待钻钻点的预计位置；
[0087]钻点位置匹配装置，其与现场勘测装置以及钻点位置获取装置连接，用于将现场状况与待钻钻点的预计位置进行匹配以获取并输出钻点位置匹配结果；
[0088]位置偏差计算装置，其与钻点位置匹配装置相连，用于基于钻点位置匹配结果以及钻臂前端位置获取并输出钻臂前端与钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差。
[0089]与现有技术相比，根据本发明的系统可以更加迅速精确的识别钻臂前端与待钻钻点之间的相对位置偏差，从而更加迅速精确的指导钻臂进行定点寻位。进一步的，在本发明一实施例中，系统还包含位移控制装置，位移控制装置与位置偏差计算装置相连，用于基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。根据本发明的系统可以实现钻臂的自动定点寻位，从而大大降低了人工消耗，提高了工作效率。
[0090]在本发明一实施例中，系统还包含照相设备，如图4所示:
[0091]现场勘测装置410与照相设备411相连，现场勘测装置410通过照相设备411获取包含钻臂前端图像的隧道轮廓断面图像以获取现场状况；
[0092]钻点位置匹配装置430与现场勘测装置410以及钻点位置获取装置420连接，钻点位置匹配装置430被构造成将隧道轮廓断面图像与待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0093]位置偏差计算装置450与钻点位置匹配装置430相连，其被构造成基于待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置与钻臂前端图像在隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取位置偏差；
[0094]位移控制装置460与位置偏差计算装置450相连，用于基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。
[0095]在本发明一实施例中，如图5所示，系统还包含钻臂前端位置匹配装置540，现场勘测装置510包括隧道轮廓获取装置512以及钻臂前端图像获取装置513，其中:
[0096]现场勘测装置510与照相设备511相连，隧道轮廓获取装置512通过照相设备511获取隧道轮廓断面图像，钻臂前端图像获取装置513通过照相设备511获取钻臂前端图像；
[0097]钻点位置匹配装置530与现场勘测装置510以及钻点位置获取装置520连接，钻点位置匹配装置530被构造成将隧道轮廓断面图像与待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0098]钻臂前端位置匹配装置540与隧道轮廓获取装置512以及钻臂前端图像获取装置513相连，其被构造成将隧道轮廓断面图像与钻臂前端图像进行匹配从而获取并输出钻臂前端在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0099]位置偏差计算装置550与钻点位置匹配装置530以及钻臂前端位置匹配装置540相连，其被构造成基于待钻钻点在隧道轮廓断面图像上的对应位置与钻臂前端图像在隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取位置偏差；
[0100]位移控制装置560与位置偏差计算装置550相连，用于基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。
[0101]在本发明一实施例中，如图6所示，系统不包含钻臂前端位置匹配装置，其中:
[0102]现场勘测装置610与照相设备611相连，隧道轮廓获取装置612通过照相设备611获取隧道轮廓断面图像，钻臂前端图像获取装置613通过照相设备611获取钻臂前端图像；
[0103]钻点位置匹配装置630与现场勘测装置610以及钻点位置获取装置620连接，钻点位置匹配装置630被构造成将隧道轮廓断面图像与待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；
[0104]位置偏差计算装置550与钻点位置匹配装置530以及钻臂前端图像获取装置613相连，其被构造成将钻臂前端图像与钻点位置匹配结果进行匹配以计算获取位置偏差；
[0105]位移控制装置560与位置偏差计算装置550相连，用于基于位置偏差控制钻臂进行位移以实现凿岩台车的钻点寻位。
[0106]本发明的系统通过工业相机拍照定位，提高了定位的准确度和速度。进一步的，在本发明一实施例中，系统还包含反射片，反射片安装在隧道外围轮廓边上和/或所述钻臂上，用于提高照相设备输出的相关图像的识别效果。本发明的系统通过安装反射片，提高了隧道中的识别度，保证隧道轮廓和钻臂位置的正确识别。
[0107]虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种凿岩台车自动寻点的定位方法，其特征在于，所述方法包括: 对凿岩台车的作业现场进行现场勘测以获取与钻点寻位相关的现场状况，所述现场状况包含所述凿岩台车的钻臂前端位置； 将待钻钻点的预计位置与所述现场状况做匹配以获取所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置； 根据所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置与所述钻臂前端位置计算获取所述凿岩台车的钻臂的当前位置与所述钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差从而实现所述钻臂的定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤:基于所述位置偏差控制所述钻臂进行位移以实现所述凿岩台车的钻点寻位。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 利用照相设备进行现场勘测以获取并输出包含钻臂前端图像的隧道轮廓断面图像从而反映所述现场状况； 将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置； 基于所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置与所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的位置计算获取所述钻臂前端位置与所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像； 利用照相设备进行现场勘测以获取并输出钻臂前端图像； 将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置； 将所述隧道轮廓断面图像与所述钻臂前端图像进行匹配以获取所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置； 基于所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置与所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取所述钻臂前端位置与所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 利用照相设备进行现场勘测以获取并输出隧道轮廓断面图像； 利用照相设备进行现场勘测以获取并输出钻臂前端图像； 将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取标示所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置的钻点位置匹配结果； 将所述钻点位置匹配结果与所述钻臂前端图像进行匹配以计算获取所述钻臂前端位置与所述待钻钻点在所述作业现场上的实际位置之间的相对位置偏差。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于: 在控制所述钻臂进行位移的过程中多次获取所述钻臂前端图像； 将获取到的每个所述钻臂前端图像分别与所述钻点位置匹配结果进行匹配以计算获取所述位置偏差，其中，当所述位置偏差逐渐减小时证明所述钻臂寻位正确。7.根据权利要求3-6中任一项所述的方法，其特征在于，在隧道外围轮廓边上和/或钻臂前端上安装反射片以提高所述照相设备获取的图像的识别效果。8.一种凿岩台车自动寻点的定位系统，其特征在于，所述系统包括: 现场勘测装置，用于获取并输出凿岩台车的作业现场中与钻点寻位相关的现场状况，所述现场状况包含所述凿岩台车的钻臂前端位置； 钻点位置获取装置，用于获取并输出待钻钻点的预计位置； 钻点位置匹配装置，其与所述现场勘测装置以及所述钻点位置获取装置连接，用于将所述现场状况与所述待钻钻点的预计位置进行匹配以获取并输出钻点位置匹配结果； 位置偏差计算装置，其与所述钻点位置匹配装置相连，用于基于所述钻点位置匹配结果以及所述钻臂前端位置获取并输出所述凿岩台车的钻臂的当前位置与所述钻臂进行钻孔作业的作业位置之间的位置偏差。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包含位移控制装置，所述位移控制装置与所述位置偏差计算装置相连，用于基于所述位置偏差控制所述钻臂进行位移以实现所述凿岩台车的钻点寻位。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包含照相设备，其中: 所述现场勘测装置与所述照相设备相连，所述现场勘测装置通过所述照相设备获取包含钻臂前端图像的隧道轮廓断面图像以获取所述现场状况； 所述钻点位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置； 所述位置偏差计算装置被构造成基于所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置与所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取所述位置偏差。11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包含与所述现场勘测装置相连的照相设备，所述现场勘测装置包括隧道轮廓获取装置以及钻臂前端图像获取装置，其中: 所述隧道轮廓获取装置通过所述照相设备获取隧道轮廓断面图像； 所述钻臂前端图像获取装置通过所述照相设备获取钻臂前端图像； 所述钻点位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取并输出标示所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置的钻点位置匹配结果； 所述位置偏差计算装置被构造成将所述钻臂前端图像与所述钻点位置匹配结果进行匹配以计算获取所述位置偏差。12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包含与所述现场勘测装置相连的照相设备以及钻臂前端位置匹配装置，所述现场勘测装置包括隧道轮廓获取装置以及钻臂前端图像获取装置，其中: 所述隧道轮廓获取装置通过所述照相设备获取隧道轮廓断面图像； 所述钻臂前端图像获取装置通过所述照相设备获取钻臂前端图像； 所述钻点位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述待钻钻点的预计位置进行匹配从而获取并输出所述待钻钻点在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置； 所述钻臂前端位置匹配装置被构造成将所述隧道轮廓断面图像与所述钻臂前端图像进行匹配从而获取并输出所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置；所述位置偏差计算装置被构造成根据所述待钻钻点以及所述钻臂前端图像在所述隧道轮廓断面图像上的对应位置计算获取所述位置偏差。13.根据权利要求10-12中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包含反射片，所述反射片安装在隧道外围轮廓边上和/或钻臂上，用于提高所述照相设备输出的相关图像的识别效果。
【文档编号】E21B44/00GK105863603SQ201610203970
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】刘飞香, 彼特·安德森, 程永亮, 郑大桥, 刘在政, 罗建利, 杨斌, 贺泊宁, 杨肖, 彭红军
【申请人】中国铁建重工集团有限公司