【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测距，具体为一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法。
技术介绍
1、凿岩台车也称钻孔台车，是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备，它能移动并支持多台凿岩机同时进行钻眼作业。主要由凿岩机、钻臂(凿岩机的承托、定位和推进机构)、钢结构的车架、走行机构以及其他必要的附属设备，和根据工程需要添加的设备所组成。应用钻爆法开挖隧道时，为凿岩台车提供了有利的使用条件，凿岩台车和装碴设备的组合可加快施工速度、提高劳动生产率，并改善劳动条件。
2、目前根据炮孔工程设计图，工作人员将炮孔位置用红色油漆标定在矿道断面上，然后操作凿岩台车进行炮孔钻探。由于矿道断面凹凸不平，断面状态十分复杂，影响炮孔位置精度，且费时费力。
3、现有技术所采用的方法是通过测量激光发生器到定位断面的距离，再根据实际孔位置与激光束支架上对应孔位置，通过比例关系计算出激光束支架面的移动距离，单片机控制激光束支架移动达到定位的目的。然而，实际定位断面参差不齐，状态十分复杂，定位误差较大，直接影响炮孔位置精度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，包括以下方法步骤：
3、步骤一：在矿山巷道断面上根据在预设炮孔位置图的范围内，通过采用凿岩台车在有效运行钻探炮孔位置区间内不断地调整车体，使车体的轴线与矿山巷道顶部的地测
4、步骤二：在对目标钻探炮孔位置区间内的所有炮孔位置点进行预处理后，利用爆破理念所设计的炮孔设计位置点，对每组炮孔设计位置点与激光在巷道断面垂直投射点之间的偏差值进行对比，然后以偏差值最小的作为最优偏差值，以激光发射器为原点建立激光坐标系，各坐标值加上或减去上述的最优偏差值，使其最优偏差值的那一组中的炮孔设计位置点转换到激光坐标系中；
5、步骤三：根据激光坐标系，将通过炮孔设计位置点的中心坐标、激光测距靶标与凿岩台车钻杆中心的偏置距离，计算出激光在水平方向和竖直方向的偏转角度α与β，计算公式为：
6、
7、
8、上式中，x代表炮孔在激光坐标系下的横坐标；y代表炮孔在激光坐标系下的纵坐标；l代表激光发射器到虚拟定位面之间的垂直距离；虚拟定位面为垂直于巷道地测轴线的平面，位于凿岩台车车体与巷道断面之间；
9、步骤四：将激光在水平方向和竖直方向的偏转角度α与β以信号的方式通过信号转换器传输至凿岩台车控制器上，利用凿岩台车控制器来驱使凿岩台车上的全方位云台，全方位云台带动激光发射器在水平方向和竖直方向偏转相应角度；
10、步骤五：控制凿岩台车在有效重合区域内不断地调整车体，使得激光测距靶标逐渐与激光发射器所发射的激光束区域内找到最优重合点进行重合，并对所述的目标重合区域内的所有重合点进行精准处理；
11、步骤六：判断是否为最优重合点后，将激光发射器到虚拟定位面之间的垂直距离转化为激光测距靶标到虚拟定位面之间的垂直距离，进而根据垂直距离，则可以认定凿岩台车钻杆中心位置即为待钻炮孔位置。
12、优选的，针对步骤一中的目标钻探炮孔位置区间内的所有炮孔位置点进行预处理，其方法包括以下步骤：
13、s1、均匀选取n个不同炮孔位置点的试验工况；
14、s2、取出s1中不同炮孔位置点的试验工况，分别记为工况a...工况n；
15、s3、通过采用工业激光测距传感器，其包括有激光发射器、激光接收器以及信号处理电路，工业激光测距传感器通过多次发射激光来指定对应的炮孔位置点，并接收来自激光靶标反射的相应激光信号实现激光测距(即为激光在巷道断面垂直投射点)；
16、s4、对每组所实现的激光测距(即为激光在巷道断面垂直投射点)作为样本数据进行标记，并将样本数据更新至样本数据库a中保存。
17、优选的，所述方法中凿岩台车钻炮孔所需设备包括有：
18、工业激光测距传感器，安装于全方位云台上，实现工业激光测距传感器的水平和竖直方向转动；
19、激光测距靶标，安装于凿岩台车推进梁前端的支架上，用于接收激光信号并对其进行反射；
20、全方位云台，悬挂固定于凿岩台车操作室顶棚的中轴线正下方，其内部有控制水平方向和竖直方向两个步进电机，全方位云台与凿岩台车控制器相联，用于接收凿岩台车控制器的控制信号，通过控制全方位云台的水平方向和竖直方向两个步进电机的转动进而控制工业激光测距传感器转动。
21、优选的，针对步骤五中的目标重合区域内的所有重合点进行精准处理，其方法包括以下步骤：
22、s1、均匀选取n个不同重合点的试验工况；
23、s2、取出s1中不同重合点的试验工况，分别记为工况a...工况n；
24、s3、在重合区域内，通过采用激光发射器多次发射激光束来指定对应的重合点，并接收来自激光靶标反射的相应激光信号点作为样本数据进行标记，并将样本数据更新至样本数据库b中保存。
25、优选的，根据每组激光信号点建立仿真重合模型，根据仿真重合模型，获取相应的待重合曲线，将每组的待重合曲线与标准的优化重合曲线进行对比，得到偏离程度的差值，进而偏离预警信号反馈信息控制库中。
26、优选的，根据所述信息控制库所得到的信号进行分析、判断并作出决定，具体如下：预先设定许可偏离参数值，然后将实际所得到的偏离值与预先设定的可偏离参数值进行对比，若超过或者低于可偏离参数值，则判断为不是最优重合曲线，反之则是最优重合曲线，即最优重合点
27、有益效果
28、与现有技术相比，本专利技术提供了一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，具备以下有益效果：
29、1、该一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，通过建立激光坐标系，将最优偏差值的那一组中的炮孔设计位置点转换到激光坐标系中，根据激光坐标系，将通过炮孔设计位置点的中心坐标、激光测距靶标与凿岩台车钻杆中心的偏置距离，计算出激光在水平方向和竖直方向的偏转角度，操作人员根据偏转角度，使得全方位云台带动激光发射器在水平方向和竖直方向偏转相应角度，为激光测距定位打下良好基础的效果。
30、2、该一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，通过对目标重合区域内的所有重合点进行精准处理，来判断是否为最优重合点后，将激光发射器到虚拟定位面之间的垂直距离转化为激光测距靶标到虚拟定位面之间的垂直距离，进而根据垂直距离，则可以认定凿岩台车钻杆中心位置即为待钻炮孔位置，从而起到了更精准的对炮孔激光测距定位的效果。
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1.一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于，包括以下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：针对步骤一中的目标钻探炮孔位置区间内的所有炮孔位置点进行预处理，其方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：所述方法中凿岩台车钻炮孔所需设备包括有：
4.根据权利要求1所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：针对步骤五中的目标重合区域内的所有重合点进行精准处理，其方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：根据每组激光信号点建立仿真重合模型，根据仿真重合模型，获取相应的待重合曲线，将每组的待重合曲线与标准的优化重合曲线进行对比，得到偏离程度的差值，进而偏离预警信号反馈信息控制库中。
6.根据权利要求5所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：根据所述信息控制库所得到的信号进行分析、判断并作出决定，具体如下：预先设定许可偏离参数值，然后将实际所得到的偏离值与预先设定的可偏
...【技术特征摘要】
1.一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于，包括以下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：针对步骤一中的目标钻探炮孔位置区间内的所有炮孔位置点进行预处理，其方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：所述方法中凿岩台车钻炮孔所需设备包括有：
4.根据权利要求1所述的一种凿岩台车炮孔激光测距定位方法，其特征在于：针对步骤五中的目标重合区域内的所有重合点进行精准处理，其方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖浩，颜静，
申请(专利权)人：常州骏铎机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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