【摘要】：隨著基礎(chǔ)建設(shè)的不斷推進(jìn),軌道交通在各個(gè)城市中扮演著越來(lái)越重要的角色,地鐵修建工作也在各個(gè)城市中快速推進(jìn),在地鐵修建的過(guò)程中不可避免的要涉及到盾構(gòu)機(jī)出渣的問(wèn)題,盾構(gòu)單環(huán)出渣量(渣土體積)可以反應(yīng)出盾構(gòu)機(jī)刀盤前方的地質(zhì)環(huán)境,盾構(gòu)機(jī)的工作狀態(tài)以及地面是否發(fā)生了嚴(yán)重沉降的情況,工作人員可以根據(jù)渣土所反映的情況及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)狀態(tài),以便保護(hù)設(shè)備不受損傷同時(shí)也可以總結(jié)地表沉降規(guī)律,減少發(fā)生嚴(yán)重沉降的概率。針對(duì)隧道復(fù)雜環(huán)境下盾構(gòu)出渣體積計(jì)算的問(wèn)題,本文提出了一種基于激光三角法的渣土體積檢測(cè)方法。首先本文詳細(xì)地介紹了激光三角法測(cè)量體積的原理,闡述了體積測(cè)量中的關(guān)鍵技術(shù),歸納總結(jié)了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于激光三角法的研究情況,并在分析研究前人關(guān)于利用激光三角法對(duì)物體進(jìn)行三維重構(gòu)和體積檢測(cè)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套渣土表面輪廓三維重建和體積檢測(cè)設(shè)備。其次,介紹了測(cè)量系統(tǒng)中的各個(gè)部分的組成,完成了測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)搭建。基于張氏相機(jī)標(biāo)定法設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的相機(jī)與結(jié)構(gòu)光源系統(tǒng)標(biāo)定的方法,實(shí)現(xiàn)了渣土表面輪廓圖像坐標(biāo)與相機(jī)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。然后,針對(duì)隧道環(huán)境易對(duì)圖像形成干擾,提出了一種基于HSV顏色空間的圖像增強(qiáng)算法,該算法可以明顯增強(qiáng)低照度環(huán)境下圖像的質(zhì)量,為后續(xù)的激光線提取及輪廓重建打下基礎(chǔ);再次,完成了對(duì)激光線區(qū)域的分割,濾波去噪處理,采用改進(jìn)的Hessian矩陣光條中心提取算法對(duì)激光線中心進(jìn)行了提取,并與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行了對(duì)比,取得了良好的效果;之后,采用G-C二重差分方法對(duì)渣土車的運(yùn)行速度進(jìn)行檢測(cè)。最后,通過(guò)所采集的數(shù)據(jù)可以對(duì)渣土表面進(jìn)行積分重構(gòu),恢復(fù)出渣土車表面的三維輪廓。分別對(duì)渣土車傾倒前后進(jìn)行掃描,積分計(jì)算,對(duì)兩次結(jié)果進(jìn)行作差累加,即可得到單次的出渣體積。并且與利用激光雷達(dá)所測(cè)量計(jì)算所得到的數(shù)據(jù)為參考進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證本文所提方法的可靠性,對(duì)系統(tǒng)的誤差進(jìn)行了分析。最后采用Qt對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了軟件方案實(shí)現(xiàn)。
【圖文】：

量設(shè)備的選型與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)件設(shè)備選型機(jī)在系統(tǒng)中處于核心位置，相機(jī)的選擇主要需要考慮兩方面因的視場(chǎng)是否能夠達(dá)到測(cè)量要求；然后是采集到的圖像是否能滿的精度。本系統(tǒng)選擇的是 JAI 公司生產(chǎn)的型號(hào)為 GO-5000C-PM COMS 高速彩色相機(jī)，如圖 3-2 所示。該相機(jī)不僅可以滿足相比于只提供數(shù)字增益的 CMOS 相機(jī)，該型號(hào)相機(jī)的幀率更狀態(tài)下采集速率可以達(dá)到 107fps，且該相機(jī)還具有靈敏度更好像噪聲更低的特點(diǎn)。該相機(jī)的分辨率可以達(dá)到 2560*2048 pix車運(yùn)行速度的測(cè)量，該相機(jī)的幀率可以達(dá)到 107/fps。

圖 3-3 FL-CC2514A-2M 型鏡頭好，高能量集中度，光線程中，選用線結(jié)構(gòu)光作為在對(duì)采集的圖像進(jìn)行增強(qiáng)濾更加集中，便于后續(xù)激光測(cè)量準(zhǔn)確度和精確度更高點(diǎn)。本文選用富U喛萍脊す餛韃募す獠ǔのβ示強(qiáng)傻韉摹，

本文編號(hào)：2694162