隧道衬砌台车快速定位系统研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 隧道衬砌台车快速定位系统研究 摘 要：随着科学技术的飞速发 展，定位测量技术的发展也极为迅速， 尤其是在隧道施工中的应用，更是发挥 出其自身的优势。隧道衬砌台车快速定 位系统综合图像处理技术、激光测距技 术、无线通信技术等，并根据施工现场 实际情况输入相关参数值，以及在自动 化技术的支持下，大大缩减了隧道衬砌 台车的定位时间，是隧道施工定位测量 不可缺少的辅助工具。 中国论文网 /8/view-12894784.htm 关键词：隧道 衬砌台车 快速定 位系统 中图分类号：T455 文献标识码： A 文章编号：1672-3791（2017） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 02（b）-0092-02 近些年来，隧道衬砌台车快速定 位系统被广泛应用到隧道施工中，其具 有高效率、自动化、高精度的优势，深 受人们青睐，与传统随动定位测量相比， 不仅大大缩减了工作时间，同时也降低 了劳动强度，以下主要针对隧道衬砌台 车快速定位系统展开研究。 1 隧道衬砌台车快速定位系统工 作原理 衬砌台车被广泛应用到隧道工程 施工中，主要用于测量定位，具体工作 原理如下：首先以隧道内的已知点作为 快速定位的控制点，并在此架设高分辨 率长焦数字相机以及激光测距仪等1。 其次在衬砌台车上固定反光片，将其作 为激光测距仪使用中的激光反射靶，将 激光测距仪所测量的数据信息以及相机 成像相关数据信息传入工控机，由工控 机对这些数据进行分析和处理，进而得 到定位点的数据，得出位置的偏移量。 最后再将这些数据传送至系统终端，操 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 作人员可根据这些数据对台车进行准确 定位。在自动化技术飞速发展的今天， 隧道衬砌台车快速定位系统工作过程中 的测量、液控、分析、定位以及误差校 核等全部过程都是自动完成，一方面节 省了大量的人力，另一方面自动化也能 有效避免以往人工定位、测量、计算出 现的偏差，进一步提高定位的准确性。 2 隧道衬砌台车快速定位系统关 键技术分析 众所周知，隧道衬砌台车快速定 位系统实施的过程中，需要进行数据传 输，才能实现对整个系统操作的控制， 其中最关键的技术则是无线网络控制技 术、交互操作技术等2。隧道衬砌台车 快速定位系统实施过程中，会对平面图 像的高精度进行分析，而其中的数字图 像处理技术则是必不可少的，图像处理 通过滤波、边缘提取以及中心定位等， 最后会将这些信息传入到系统控制台中， 而这个传输过程则是充分利用无线网络 控制技术、传输信息的控制、传输对象 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的控制、传输时间的控制等，任何一项 传输环节出现偏差都将影响隧道衬砌台 车快速定位系统的整体定位测量效果。 现今所使用的隧道衬砌台车定位 操作系统中的软件算法是经过优化后， 与传统的操作系统相比，当前的软件算 法能够为系统提供简单直观的输入界面， 更便于参数的输入。另外，在隧道施工 中，应工程要求，需要多次移动定位仪 器，在该系统支持下，更便于移动位置 后的重新定位，尤其是对有坡度隧道、 曲线隧道施工地形中的测量优势更大。 隧道衬砌台车快速定位系统运行主要通 过无线通信协议来先对工程测量的控制 以及定位计算分析结果数据信息的显示 和传输。操作人员在隧道内通过手持终 端接收相关数据，即可实现对台车位置 的测量控制，以及 饬拷峁的显示 和输出，相比于传统的隧道定位系统， 不会受到隧道内部空间位置以及周围环 境因素的影响，再加上操作简单、易上 手，在没有专业测量人员的情况下即可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 顺利完成测量定位系统的测量操作等相 关工作，为隧道工程顺利施工提供可靠 的依据。 3 隧道衬砌台车快速定位系统构 成 隧道衬砌台车快速定位系统主要 由硬件和软件构成，以下主要针对系统 构成的硬件和软件进行详细分析。 3.1 硬件构成 隧道衬砌台车快速定位系统的硬 件主要由传感器部分、定位测量终端、 工控机部分以及电光源系统 4 部分组成。 其中传感器部分主要由镜头、工业相机、 激光测距仪等结构组成，在整个定位系 统运行中主要负责测量图像的抓取以及 激光测距工作，并将这些收集的数据信 息传输到工控机，再由工控机对这些数 据信息进行处理。 定位测量终端部分主要由显示屏、 继电器控制器、无线通讯模块等部分组 成，该部分主要负责利用无线通信模块 将系统需要执行的命令发送到工控机， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 以及接收来自工控机的数据等，而该结 构中的继电器控制器则需要控制点光源， 并实现定位控制终端和液压以及实现将 各控制系统连接到一个整体的控制系统， 不仅实现了对液压阀动作的控制，更便 于对快速定位系统的控制和操作，进而 保证隧道衬砌台车快速定位系统运行的 稳定性、可靠性。 工控机部分主要由显示器、主机、 无线通信模块组成，该部分的主要任务 是通过无线通信模块接收系统命令，实 现对传感器的控制，并通过接收传感器 传来的相关数据，达到计算台车模板的 偏离数据，再通过无线通信方式将这些 数据发送到定位控制终端，实现对台车 的定位，为隧道施工提供可靠的位置信 息。 3.2 软件构成 隧道衬砌台车快速定位系统软件 主要由人机交互系统组成，利用 VC+ 开发平台研发而成，具有系统误差校准 的能力，进一步提高隧道衬砌台车快速 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 定位系统定位的精准性、可靠性、稳定 性。由于每个隧道工程环境不同、施工 要求不同，因此，在系统软件运行开始 之后，首先要输入初始值，再对其进行 校正测量，由系统对测量数据进行分析 是否存在偏差，如果有偏差需要进行调 整，直到无偏移位置，最终实现台车定 位（如图 1 所示） 。 4 结语 综上所述，隧道施工数量不断增 加的情况下，对隧道施工定位测量工作 质量要求越来越高，为满足施工需求， 需要对定位系统进行不断改进和创新。 该文所提到的隧道衬砌台车快速定位系 统是当前隧道定位测量广泛应用的系统， 系统全自动测量定位，减少了大量的人 力输出，