优化组合：单目视觉与倾角仪提升掘进机位姿测量精度

本文主要探讨了单目视觉与倾角仪的结合在提高双护盾隧道掘进机位姿测量精度中的应用。在现代隧道挖掘过程中，精确的位姿测量对于确保施工安全和效率至关重要。传统的单目视觉测量方法可能由于环境光照、遮挡或传感器自身误差等因素导致精度受限。因此，作者提出了一种创新的解决方案，即利用高精度的倾角传感器与单目视觉系统进行集成。 在这个组合系统中，两个倾角传感器被分别固定安装于视觉传感器和特征点系统上。倾角传感器能够提供多个角度约束，这些约束信息与单目视觉采集到的图像特征相结合，实现了对掘进机前盾相对于后盾位置和姿态的更为精确测量。通过仿真实验，研究者证明了这种系统设计的有效性和理想精度，结果显示，测量精度达到了优于3毫米的水平，相较于单纯的单目视觉方法，有了显著的提升。 为了验证理论成果，作者搭建了一个模拟双护盾隧道掘进机位姿变化的实验平台，并使用全站仪进行了精度校准。实验结果证实了新系统在实际应用中的优越性能，能满足隧道施工过程中对双护盾隧道掘进机位姿进行精密测量的需求。 该研究不仅关注技术层面，还考虑到了实际工程中的应用场景，强调了精度提升对于复杂地下环境作业的重要性。此外，它也为机器视觉在工业自动化，特别是大型机械定位领域的应用提供了新的思路和技术支持。通过结合不同传感器的优势，这个系统展示了如何提高测量的稳定性和可靠性，为未来的隧道挖掘和其他类似领域的工程提供了有力的技术保障。