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用于盾构姿态测量的激光标靶关键技术
| 论文题名： | 用于盾构姿态测量的激光标靶关键技术 |
| 关键词： | 盾构姿态测量;激光标靶;误差补偿算法;定位精度 |
| 摘要： | 在盾构施工中,为了保证隧道质量,必须实时测量盾构的位姿,控制盾构与设计轴线的偏差。本文针对盾构施工条件复杂、测量环境恶劣的实际情况,设计了一种复杂性低、抗振动能力强的激光标靶,完成高精度的盾构姿态测量。 本文分析了倾角仪和CCD相结合的盾构姿态角测量原理,将俯仰角和水平角的测量转化为对CCD上光斑偏移距离的测量;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构姿态角的测量精度;由于光斑内部存在暗区域,本文采用基于灰度形态学的图像滤波技术,通过选用大小合适的滤波模板,有效降低了上述缺陷对光斑中心定位的影响;采用改进的梯度阈值法光斑中心定位算法,即先使用灰度过阈值法检测光斑的轮廓,再沿该轮廓进行梯度阈值检测,使光斑中心达到像素级定位精度。 根据CCD上激光光斑的位置,得到激光与标靶轴线的夹角,结合激光的水平方位和仰角,推导出了标靶法盾构姿态角计算算法,研究了标靶元件参数的标定方法及倾角仪安装误差补偿算法,并对系统的姿态角测量精度进行了分析。 论文最后进行了姿态测量系统精度实验,实验结果验证了系统能满足测量精度的要求。 |
| 作者： | 邵涛 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 朱国力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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