凿岩台车用激光扫描测量系统的制作方法

本实用新型涉及凿岩台车控制设备领域，特别涉及一种凿岩台车用激光扫描测量系统。

背景技术：

凿岩台车在工作过程中，需要根据凿岩的实时情况来不断调整，因此需要对隧道进行扫描。现有技术中，主要是通过激光扫描器直接扫描得到，扫描结果会受到激光扫描器位置和姿态的制约而出现偏移或者翻转等情况，需要在后续过程中利用计算机重新修正并且拼接，效率比较低，而且对计算机的性能要求比较高。

技术实现要素：

为此，本实用新型提供一种凿岩台车用激光扫描测量系统，避免后期扫描测量数据的处理，降低数据计算处理负荷和计算机性能的要求，大幅提高现场的施工效率。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种凿岩台车用激光扫描测量系统，包含：

设置于工作空间侧壁上的若干标准球，每个标准球提供用于激光扫描的固定点位；

设置于凿岩台车上的激光扫描器，该激光扫描器扫描固定点位和工作空间内点以获取对应标准数据和实时数据；

及主机，用于接收标准数据和实时数据，通过标准数据获取工作空间绝对坐标并结合绝对坐标和实时数据获取工作空间内点的绝对坐标。

作为本实用新型凿岩台车用激光扫描测量系统，进一步地，所述凿岩台车上设置有用于承载激光扫描器并与主机连接的云台，主机通过云台调节激光扫描器姿态。

作为本实用新型凿岩台车用激光扫描测量系统，进一步地，所述每个标准球提供多个固定点位。

作为本实用新型凿岩台车用激光扫描测量系统，进一步地，所述每个标准球提供3个固定点位。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可用于在凿岩台车投入使用之前对其进行标准化的位姿调整，并且能够在扫描测量的过程中直接生成用于建模的数据，进而实现对工作空间的建模，而无需后期调整，大大提高了现场施工的效率，提升凿岩台车施工作业的稳定性，具有很强应用的前景。

附图说明：

图1为实施例中激光扫描测量系统示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

现有凿岩台车作业中通过激光扫描器直接扫描，扫描结果会受到激光扫描器位置和姿态的制约而出现偏移或者翻转等情况，需要在后续过程中利用计算机重新修正并且拼接，效率比较低，而且对计算机的性能要求比较高。为此，本实用新型实施例中提供一种凿岩台车用激光扫描测量系统，参见图1所示，包含：设置于工作空间侧壁上的若干标准球，每个标准球提供用于激光扫描的固定点位；设置于凿岩台车上的激光扫描器，该激光扫描器扫描固定点位和工作空间内点以获取对应标准数据和实时数据；及主机，用于接收标准数据和实时数据，通过标准数据获取工作空间绝对坐标并结合绝对坐标和实时数据获取工作空间内点的绝对坐标。

使用过程中，通过标准球绝对坐标来获取工作空间内点的绝对坐标，能够在凿岩台车投入使用之前对其进行标准化的位姿调整，并且能够在扫描测量的过程中直接生成可以用于建模的数据，进而实现对工作空间的建模，而无需后期调整，大大提高了现场施工的效率，提升凿岩台车施工作业的稳定性，具有很强应用的前景。

作为本实用新型实施例中的凿岩台车用激光扫描测量系统，进一步地，所述凿岩台车上设置有用于承载激光扫描器并与主机连接的云台，主机通过云台调节激光扫描器姿态。

作为本实用新型实施例中的凿岩台车用激光扫描测量系统，进一步地，所述每个标准球提供多个固定点位，例如3个固定点位，其具体数目可根据实际施工环境和计算精度要求来设置。

具体操作过程包含如下内容：

校准激光扫描器，使其摆动轴与云台俯仰轴相互垂直、激光扫描器中的发射中心与云台转动中心重合；

通过激光扫描器对标准球进行扫描获取标准球球心，并通过激光扫描器对固定点位进行多姿态测量，获取固定点位绝对坐标；

通过激光扫描器对工作空间内点进行扫描，并结合固定点位绝对坐标获取工作空间内点的绝对坐标。

每个标准球提供三个固定点位，使用激光扫描器对三个固定点位进行多姿态测量，通过固定点位约束获取用于确定固定点位绝对坐标的交换矩阵。

结合标准球、激光扫描器、云台和主机组成的激光扫描测量系统，能够在凿岩台车投入使用之前对其进行标准化的位姿调整，并且能够在扫描测量的过程中直接生成可以用于建模的数据，进而实现对工作空间的建模，而无需后期调整，大大提高了现场施工的效率，提升企业效益。

可以理解的是，前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，a和/或b可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本技术：
说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

技术特征：

1.一种凿岩台车用激光扫描测量系统，其特征在于，包含：

设置于工作空间侧壁上的若干标准球，每个标准球提供用于激光扫描的固定点位；

设置于凿岩台车上的激光扫描器，该激光扫描器扫描固定点位和工作空间内点以获取对应标准数据和实时数据；

及主机，用于接收标准数据和实时数据，通过标准数据获取工作空间绝对坐标并结合绝对坐标和实时数据获取工作空间内点的绝对坐标。

2.根据权利要求1所述的凿岩台车用激光扫描测量系统，其特征在于，所述凿岩台车上设置有用于承载激光扫描器并与主机连接的云台，主机通过云台调节激光扫描器姿态。

3.根据权利要求1所述的凿岩台车用激光扫描测量系统，其特征在于，所述每个标准球提供多个固定点位。

4.根据权利要求3所述的凿岩台车用激光扫描测量系统，其特征在于，所述每个标准球提供3个固定点位。

技术总结
本实用新型涉及凿岩台车控制设备领域，特别涉及一种凿岩台车用激光扫描测量系统，包含：设置于工作空间侧壁上的若干标准球，每个标准球提供用于激光扫描的固定点位；设置于凿岩台车上的激光扫描器，该激光扫描器扫描固定点位和工作空间内点以获取对应标准数据和实时数据；及主机，用于接收标准数据和实时数据，通过标准数据获取工作空间绝对坐标并结合绝对坐标和实时数据获取工作空间内点的绝对坐标。本实用新型可在凿岩台车投入使用前进行标准化位姿调整，并且能够在扫描测量的过程中直接生成可以用于建模的数据，进而实现对工作空间的建模，而无需后期调整，大大提高了现场施工的效率，提升凿岩台车施工作业的稳定性，具有很强应用的前景。

技术研发人员：于鹏;邢泊;牛向军;黄燕;张肖盼;康家安;李荣鑫;梁世平
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司
技术研发日：2020.03.24
技术公布日：2020.12.08