双相机标靶导向法：直线顶管掘进机的实时定位技术

"基于双相机标靶的直线顶管掘进机导向方法" 直线顶管是一种非开挖工程技术，常用于地下管道的铺设，尤其在城市基础设施建设中扮演着重要角色。然而，直线顶管掘进机在进行作业时，由于地下环境复杂，需要精确的导向系统来确保掘进方向的准确性，避免对周围环境造成破坏。传统的导向方法可能存在响应速度慢和成本高昂的问题。 针对这些问题，文章提出了一种创新的导向方法，即基于双相机标靶的实时位姿测量技术。这种方法利用了两个对向安装的工业相机和两块感光成像屏作为测量标靶，通过结合一道具有已知空间方位信息的指示激光，实现了掘进机的精确定位和姿态测量。 具体来说，首先，系统通过捕捉光斑图像并进行分析处理，识别出标靶的位置。然后，利用标定网格检索技术，可以计算出相机与标靶之间的相对位置关系。最后，通过欧拉角解算，确定掘进机相对于计划线在工程坐标系下的水平和垂直偏差，从而进行实时导向。 实验结果显示，该双相机标靶系统的方位角重复性测量精度达到了0.03°（1Σ），绝对测量误差小于0.05°，并且水平和垂直偏差的测量误差小于3mm。这样的高精度性能满足了直线顶管掘进机实时精确导向的需求，有效提高了掘进效率，降低了作业成本。 此外，这项研究得到了国家重点研发计划(2019YFB2006100)、天津市自然科学基金(18JCYBJC88600)以及天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室开放课题(pilab1905)的支持，进一步证明了其科研价值和技术可行性。 关键词：视觉测量，直线顶管导向，双相机标靶，位姿测量，非开挖技术。 此研究不仅为直线顶管掘进提供了高效的导向解决方案，也为未来类似领域的非开挖施工技术发展提供了新的思路和参考。通过结合先进的光学测量技术，可以预见，未来的地下工程将更加智能化，更加精确化。