一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置制造方法
【專利摘要】一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置，裝置包括機(jī)械手，在機(jī)械手上安裝有攝像機(jī)和激光測(cè)距傳感器，攝像機(jī)通過(guò)圖像采集卡及視覺(jué)模塊與計(jì)算機(jī)連接；激光測(cè)距傳感器及機(jī)械手通過(guò)控制模塊與計(jì)算機(jī)連接，利用本裝置，通過(guò)爆破孔搜索、空間直線取得、目標(biāo)孔測(cè)距、三維坐標(biāo)取得等步驟得到石壁爆破孔的具體位置數(shù)據(jù)，達(dá)到將爆破孔進(jìn)行三維定位的目的，利用機(jī)械手即可完成炸藥植入作業(yè)。本實(shí)用新型具有炸藥植入的準(zhǔn)確性高，漏裝率低的特點(diǎn)，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】-種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián) 合定位爆破孔的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在大型土木工程中通常需要對(duì)山體進(jìn)行爆破，一般首先在石壁上鉆孔，然后裝入 炸藥。然而，由于野外環(huán)境中石壁很高、表面積大且表面形貌極不規(guī)則，采用人工植入炸藥 不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，且危險(xiǎn)性很高，若采用自動(dòng)化設(shè)備植入炸藥，又因大部分孔洞與 設(shè)備上的操作者距離太遠(yuǎn)、孔口形貌不規(guī)則易與小石塊混淆等原因使設(shè)備操作人員經(jīng)常漏 裝或錯(cuò)裝許多孔洞，因而需要開(kāi)發(fā)爆破孔自動(dòng)檢測(cè)與定位裝置，為操作者提供爆破孔的空 間位置信息，提高炸藥植入的準(zhǔn)確性，降低漏裝率和操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提供一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置，該裝 置能夠?yàn)椴僮髡咛峁┍瓶椎目臻g位置信息，提高炸藥植入的準(zhǔn)確性，降低漏裝率和操作 者的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆 破孔的裝置，包括機(jī)械手，在機(jī)械手上安裝有攝像機(jī)和激光測(cè)距傳感器，攝像機(jī)通過(guò)圖像采 集卡及視覺(jué)模塊與計(jì)算機(jī)連接；激光測(cè)距傳感器及機(jī)械手通過(guò)控制模塊與計(jì)算機(jī)連接。 [0005] 所述的機(jī)械手上還設(shè)有位移和速度傳感器。
[0006] 所述的位移和速度傳感器的信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)。
[0007]本實(shí)用新型提供的基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置，通過(guò)攝 像機(jī)將爆破孔定位，再通過(guò)激光測(cè)距傳感器得到距離信息，達(dá)到將爆破孔進(jìn)行三維定位的 目的，利用機(jī)械手即可完成炸藥植入作業(yè)。本實(shí)用新型具有炸藥植入的準(zhǔn)確性高，漏裝率低 的特點(diǎn)，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
[0011]圖3是本實(shí)用新型得到的爆破孔圖像。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1所示：一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位石壁 爆破孔的^置，包括機(jī)械手7,在機(jī)械手7上安裝有攝像機(jī)！和激光測(cè)距傳感器8,攝像機(jī)丄 通過(guò)圖像采集卡2及視覺(jué)模塊4與計(jì)算機(jī) 3連接；激光測(cè)距傳感器8及機(jī)械手7通過(guò)控制 模塊5與計(jì)算機(jī)3連接。
[0013] 本實(shí)用新型的工作原理如下：利用攝像機(jī)1對(duì)石壁上的孔進(jìn)行搜索，搜索過(guò)程中 若視覺(jué)模塊4判斷拍攝區(qū)域內(nèi)有孔，則在視域中分割、鎖定各孔；若出現(xiàn)同一幅圖像中拍攝 至IJ多個(gè)孔的情況下，則鎖定某一孔為當(dāng)前目標(biāo)孔以備機(jī)械手植入炸藥。
[0014] 通過(guò)視覺(jué)模塊4中的圖像處理軟件對(duì)孔的圖像進(jìn)行處理，得到孔的圖像二維坐 標(biāo)，再結(jié)合正式工作前現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的攝像系統(tǒng)參數(shù)矩陣，可以求得由攝像機(jī)坐標(biāo)原點(diǎn)指向目 標(biāo)孔中心的空間直線；
[0015] 控制模塊5發(fā)指令調(diào)整激光測(cè)距傳感器8對(duì)準(zhǔn)空間直線方向進(jìn)行測(cè)距，所獲得的 數(shù)據(jù)即為目標(biāo)孔與激光測(cè)距傳感器8之間的距離，進(jìn)一步換算到機(jī)械手固定參考坐標(biāo)系 中，由此得到了目標(biāo)孔的空間三維坐標(biāo)，即可引導(dǎo)機(jī)械手植入炸藥。
[0016] 以上過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的移及坐標(biāo)數(shù)據(jù)均以機(jī)械手底座為基準(zhǔn)參考坐標(biāo)系，正式工作前 需在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定；工作過(guò)程中通過(guò)安裝在機(jī)械手上的位移、速度傳感器實(shí)時(shí)獲 取攝像機(jī)、激光測(cè)距傳感器以及機(jī)械手末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)于該參考坐標(biāo)系的空間位置，進(jìn) 而可通過(guò)控制軟件計(jì)算獲取其他需要的相對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，同時(shí)獲得了機(jī)械手末端執(zhí)行器與目 標(biāo)孔間在各方向上的相對(duì)距離。
[0017] 本實(shí)用新型中取得爆破孔二維及三維坐標(biāo)的過(guò)程如下：
[0018] 將得到的孔的圖像中的孔進(jìn)行分割，并鎖定一個(gè)孔為當(dāng)前目標(biāo)孔，對(duì)給定圖 像，可知目標(biāo)孔在圖像中的二維坐標(biāo)I (u，V)，首先將其轉(zhuǎn)化為以攝像機(jī)為參考的坐標(biāo)系 C(X，Y，Z)中，結(jié)果為：
[0019：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置，其特征在于：包括機(jī)械 手（7 )，在機(jī)械手（7 )上安裝有攝像機(jī)（1)和激光測(cè)距傳感器（8 )，攝像機(jī)（1)通過(guò)圖像采集 卡（2 )及視覺(jué)模塊（4 )與計(jì)算機(jī)（3 )連接；激光測(cè)距傳感器（8 )及機(jī)械手（7 )通過(guò)控制模塊 (5)與計(jì)算機(jī)（3)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置， 其特征在于：所述的機(jī)械手（7)上還設(shè)有位移和速度傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于攝像機(jī)與激光測(cè)距傳感器聯(lián)合定位爆破孔的裝置， 其特征在于：所述的位移和速度傳感器的信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)（3)。
【文檔編號(hào)】G01S11/12GK204086539SQ201420588665
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】陳從平, 黃正 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)