一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置制造方法
【专利摘要】一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置，装置包括机械手，在机械手上安装有摄像机和激光测距传感器，摄像机通过图像采集卡及视觉模块与计算机连接；激光测距传感器及机械手通过控制模块与计算机连接，利用本装置，通过爆破孔搜索、空间直线取得、目标孔测距、三维坐标取得等步骤得到石壁爆破孔的具体位置数据，达到将爆破孔进行三维定位的目的，利用机械手即可完成炸药植入作业。本实用新型具有炸药植入的准确性高，漏装率低的特点，降低了操作者的劳动强度。
【专利说明】-种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测控【技术领域】，具体涉及到一种基于摄像机与激光测距传感器联 合定位爆破孔的装置。
【背景技术】
[0002] 在大型土木工程中通常需要对山体进行爆破，一般首先在石壁上钻孔，然后装入 炸药。然而，由于野外环境中石壁很高、表面积大且表面形貌极不规则，采用人工植入炸药 不仅劳动强度大、效率低，且危险性很高，若采用自动化设备植入炸药，又因大部分孔洞与 设备上的操作者距离太远、孔口形貌不规则易与小石块混淆等原因使设备操作人员经常漏 装或错装许多孔洞，因而需要开发爆破孔自动检测与定位装置，为操作者提供爆破孔的空 间位置信息，提高炸药植入的准确性，降低漏装率和操作者的劳动强度。 实用新型内容
[0003]本实用新型提供一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置，该装 置能够为操作者提供爆破孔的空间位置信息，提高炸药植入的准确性，降低漏装率和操作 者的劳动强度。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的：一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆 破孔的装置，包括机械手，在机械手上安装有摄像机和激光测距传感器，摄像机通过图像采 集卡及视觉模块与计算机连接；激光测距传感器及机械手通过控制模块与计算机连接。 [0005] 所述的机械手上还设有位移和速度传感器。
[0006] 所述的位移和速度传感器的信号传递给计算机。
[0007]本实用新型提供的基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置，通过摄 像机将爆破孔定位，再通过激光测距传感器得到距离信息，达到将爆破孔进行三维定位的 目的，利用机械手即可完成炸药植入作业。本实用新型具有炸药植入的准确性高，漏装率低 的特点，降低了操作者的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0009] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0010] 图2是本实用新型的系统原理图。
[0011]图3是本实用新型得到的爆破孔图像。
【具体实施方式】
[0012]本实用新型的结构如图1所示：一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位石壁 爆破孔的^置，包括机械手7,在机械手7上安装有摄像机！和激光测距传感器8,摄像机丄 通过图像采集卡2及视觉模块4与计算机 3连接；激光测距传感器8及机械手7通过控制 模块5与计算机3连接。
[0013] 本实用新型的工作原理如下：利用摄像机1对石壁上的孔进行搜索，搜索过程中 若视觉模块4判断拍摄区域内有孔，则在视域中分割、锁定各孔；若出现同一幅图像中拍摄 至IJ多个孔的情况下，则锁定某一孔为当前目标孔以备机械手植入炸药。
[0014] 通过视觉模块4中的图像处理软件对孔的图像进行处理，得到孔的图像二维坐 标，再结合正式工作前现场标定的摄像系统参数矩阵，可以求得由摄像机坐标原点指向目 标孔中心的空间直线；
[0015] 控制模块5发指令调整激光测距传感器8对准空间直线方向进行测距，所获得的 数据即为目标孔与激光测距传感器8之间的距离，进一步换算到机械手固定参考坐标系 中，由此得到了目标孔的空间三维坐标，即可引导机械手植入炸药。
[0016] 以上过程中运动的移及坐标数据均以机械手底座为基准参考坐标系，正式工作前 需在现场对摄像机进行标定；工作过程中通过安装在机械手上的位移、速度传感器实时获 取摄像机、激光测距传感器以及机械手末端执行机构相对于该参考坐标系的空间位置，进 而可通过控制软件计算获取其他需要的相对坐标数据，同时获得了机械手末端执行器与目 标孔间在各方向上的相对距离。
[0017] 本实用新型中取得爆破孔二维及三维坐标的过程如下：
[0018] 将得到的孔的图像中的孔进行分割，并锁定一个孔为当前目标孔，对给定图 像，可知目标孔在图像中的二维坐标I (u，V)，首先将其转化为以摄像机为参考的坐标系 C(X，Y，Z)中，结果为：
[0019：
【权利要求】
1. 一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置，其特征在于：包括机械 手（7 )，在机械手（7 )上安装有摄像机（1)和激光测距传感器（8 )，摄像机（1)通过图像采集 卡（2 )及视觉模块（4 )与计算机（3 )连接；激光测距传感器（8 )及机械手（7 )通过控制模块 (5)与计算机（3)连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置， 其特征在于：所述的机械手（7)上还设有位移和速度传感器。
3. 根据权利要求2所述的一种基于摄像机与激光测距传感器联合定位爆破孔的装置， 其特征在于：所述的位移和速度传感器的信号传递给计算机（3)。
【文档编号】G01S11/12GK204086539SQ201420588665
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】陈从平, 黄正 申请人:三峡大学