【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及掘进机，具体是基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统。
技术介绍
1、传统的掘进机位姿测量系统通常依赖于惯性导航、视觉识别或其他传感器技术。然而，这些方法在复杂环境中可能存在误差或受到限制，从而造成掘进机位姿测量不准确。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，该系统旨在提供一种准确、实时且可靠的掘进机位姿测量方法，以提高掘进作业的精确性和效率，以解决上述
技术介绍
中提出的传统的掘进机位姿测量系统通常依赖于惯性导航、视觉识别或其他传感器技术。然而，这些方法在复杂环境中可能存在误差或受到限制，从而造成掘进机位姿测量不准确问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，包括激光发射器、激光接收器、处理单元和控制单元，
3、激光发射器：用于发射激光束；
4、激光接收器：用于接收从激光发射器发射的激光束；
5、处理单元：用于处理激光接收器接收到的数据，计算掘进机的位置和方向；
6、控制单元：根据处理单元提供的位置信息，控制掘进机的运动。
7、作为本专利技术进一步的方案：激光靶向跟踪技术用于提供掘进机的实时位置和方向信息，其激光发射器固定在掘进机上，激光接收器位于远处位置。
8、作为本专利技术再进一步的方案：处理单元还包括下述子模块：
9、激光数据解析模块：负责解析激光接收器接收到的原始激光数据；>
10、距离计算模块：通过分析激光束的时间飞行或相位差等信息，计算激光发射器与目标之间的距离；
11、角度计算模块：通过分析激光束的方向，计算掘进机相对于激光接收器的角度；
12、位姿计算模块：将距离和角度的计算结果结合起来，使用三角测量和四元数算法，计算出掘进机相对于参考坐标系的具体位置和方向；
13、数据融合模块：将不同模块计算得到的数据进行融合，以提高测量的准确性和稳定性。
14、作为本专利技术再进一步的方案：激光数据解析模块还包括下述子模块：
15、数据接收：首先，激光数据解析模块接收来自激光接收器的原始激光数据；
16、数字化：如果原始数据是模拟信号，激光数据解析模块将对其进行数字化处理；
17、噪声滤波：对数字化的激光数据进行噪声滤波是很常见的步骤；
18、激光反射特征提取：激光数据解析模块分析激光数据中的反射特征，如反射强度和激光点的形状；
19、数据解析：解析模块根据激光传感器的工作原理，解析激光数据中包含的相关信息；
20、特征匹配：在解析过程中，激光数据解析模块可能采用特征匹配的方法，将解析得到的反射特征与预先存储的模型进行比较，以进一步提高数据的准确性。
21、作为本专利技术再进一步的方案：距离计算模块还包括下述子模块：
22、时间飞行计算：如果激光系统采用时间飞行测距技术，距离计算模块首先计算激光脉冲从发射到接收所需的时间；
23、相位计算：如果激光系统采用相位差测距技术，距离计算模块可能会测量激光脉冲的相位差；
24、速度校正：在某些情况下，由于激光脉冲传播过程中可能存在目标或激光发射器的运动，距离计算模块可能需要对计算结果进行速度校正；
25、距离计算：根据时间飞行或相位信息，距离计算模块使用适当的公式或算法计算激光发射器与目标之间的距离；
26、误差校正：在计算过程中，距离计算模块可能还会考虑各种误差源；
27、输出结果：距离计算模块将最终的距离测量结果输出给处理单元的其他模块。
28、作为本专利技术再进一步的方案：角度计算模块还包括下述子模块：
29、方向信息提取：角度计算模块首先从激光数据中提取激光束的方向信息；
30、坐标系转换：如果激光接收器和掘进机的坐标系不同，角度计算模块可能需要进行坐标系转换，以确保角度计算在相同坐标系下进行；
31、角度计算：角度计算模块使用提取的方向信息计算掘进机相对于激光接收器的角度；
32、姿态矫正：在一些情况下，由于激光束可能受到目标表面形状的影响，角度计算模块可能需要进行姿态矫正，以纠正可能的偏移和误差；
33、输出结果：角度计算模块将最终的角度测量结果输出给处理单元的其他模块；
34、误差校正：在计算过程中，角度计算模块可能还会考虑各种误差源。
35、作为本专利技术再进一步的方案：位姿计算模块还包括下述子模块：
36、距离和角度数据输入：位姿计算模块接收来自距离计算模块和角度计算模块的数据，包括激光发射器与目标之间的距离以及掘进机相对于激光接收器的角度。
37、坐标系转换：如果距离和角度的数据处于不同的坐标系中，位姿计算模块进行必要的坐标系转换，以确保所有数据在相同的参考坐标系下进行计算。
38、三角测量或四元数计算：位姿计算模块使用距离和角度的信息，采用三角测量或四元数计算，来确定掘进机相对于参考坐标系的具体位置和方向；
39、姿态矫正：在某些情况下，由于激光束可能受到目标表面形状的影响，位姿计算模块可能需要进行姿态矫正，以纠正可能的偏移和误差；
40、误差校正：位姿计算模块对计算结果进行误差校正，考虑可能的测量误差、环境干扰因素，以提高位姿计算的准确性和稳定性；
41、输出结果：位置计算模块将最终计算得到的掘进机位置和方向信息输出给系统的其他模块，如控制单元，以实现对掘进机运动的准确控制。
42、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
43、高精度：激光靶向跟踪技术提供了高精度的测量结果，减小了误差。
44、实时性：系统能够实时更新掘进机的位置和方向信息，确保操作人员能够及时调整掘进方向。
45、适用性：适用于复杂的掘进环境，减少对其他传感器的依赖。
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1.基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，包括激光发射器、激光接收器、处理单元和控制单元，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述激光靶向跟踪技术用于提供掘进机的实时位置和方向信息，其激光发射器固定在掘进机上，激光接收器位于远处位置。
3.根据权利要求1所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述处理单元还包括下述子模块：
4.根据权利要求3所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述激光数据解析模块还包括下述子模块：
5.根据权利要求3所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述距离计算模块还包括下述子模块：
6.根据权利要求3所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述角度计算模块还包括下述子模块：
7.根据权利要求3所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述位姿计算模块还包括下述子模块：
【技术特征摘要】
1.基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，包括激光发射器、激光接收器、处理单元和控制单元，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述激光靶向跟踪技术用于提供掘进机的实时位置和方向信息，其激光发射器固定在掘进机上，激光接收器位于远处位置。
3.根据权利要求1所述的基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统，其特征在于：所述处理单元还包括下述子模块：
4.根据权利要求3所述的...
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