本发明属于边坡施工钻头定位，具体涉及到一种基于传感器采集的边坡锚固钻机施工钻头定位方法。
背景技术：
：：1、在边坡工程中钻孔施工是非常常用的施工手段，具体为钻孔可以用于边坡支护、固结灌浆、监测地下水位、变形、位移等，有利于根据钻孔施工结果采取措施确保边坡的稳定性。2、在钻孔施工中由于钻孔定位能够提供孔位信息，而准确的孔位信息是确保施工规范和要求得以满足的关键因素，能够为整个工程的顺利进行提供基础数据和方向，这使其成为钻孔施工中的关键步骤。3、由于边坡工程对钻孔的精准度要求高，为了确保钻孔的准确性和效率，一般都采用锚杆进行钻头定位，但现有技术在使用锚杆进行钻头定位时存在以下缺陷：1、在钻孔施工前需要精准确定锚杆的安装位置，现有技术是采用gps定位系统进行确定，但gps定位系统属于非常常见的定位机制，在边坡的施工环境中可能存在其他使用gps的定位主体，在这种情况下使用gps定位系统进行锚杆安装位置确定容易受到其他定位主体的干扰，导致锚杆安装位置定位不准确，再者gps信号可能会受到周围环境（如高建筑物、山脉、树木等）的阻碍，也在一定程度上影响了定位准确度。4、2、鉴于锚杆在钻孔施工中起到了稳定边坡结构的作用，使得锚杆的锚固稳定性要求较高，但现有技术在钻孔施工时忽略了对锚固稳定性的监测，使得无法及时识别到锚杆的移动，一方面会影响钻孔的精度，导致钻孔错误，进而影响整个工程的施工效果，另一方面可能引发滑坡或坍塌，既会影响作业的进行，也可能对操作人员的安全造成威胁，再一方面锚杆经常移动或振动，可能会加速磨损，缩短其使用寿命。技术实现思路1、为此，本技术实施例的一个目的在于提供一种基于传感器采集的边坡锚固钻机施工钻头定位方法，有效解决了
背景技术：
：提到的问题。2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于传感器采集的边坡锚固钻机施工钻头定位方法,包括以下步骤：s1、锚杆安装布局：在施工前对锚杆在边坡上的安装进行规划布局，并在安装时在锚杆上设置锚固感应设备，用于检测锚杆所处安装位置的锚固指征。3、s2、锚杆安装信息集成：在锚杆上安设信号发射器，并将锚杆的材料规格和安装参数进行安装信息集成，形成安装集成信息，并对安装集成信息的显示时机进行设置。4、s3、锚杆定位识别：在钻孔前利用控制终端控制锚杆上的信号发射器进行信号发送，并由信号接收器进行信号接收，由此定位锚杆的安装位置，同时在信号接收器的显示端上显示锚杆的安装集成信息。5、s4、钻进路径规划：基于锚杆的安装位置确定钻头的钻进位置，并根据安装集成信息中的安装参数规划钻头的初始钻进路径。6、s5、钻进过程采集调整:在钻头上设置钻进采集终端，用于在钻进过程中实时采集钻头的钻进指标，并进行钻进指标调整。7、s6、钻进路径偏移纠正：在钻头上设置定位仪，用于在钻进过程中实时定位钻头的钻进位置，由此进行钻进路径偏移纠正。8、s7、钻孔进程控制：在钻进过程中将由锚固感应设备实时采集的锚杆所处安装位置的锚固指征利用信号发射器传达至信号接收器的显示端，得到各感应时刻的锚固指征，进而分析锚杆在各感应时刻的锚固稳定度，据此进行钻孔进程控制。9、作为本发明的进一步创新，所述锚固指征包括锚固力和振动频率，安装参数包括安装深度和安装角度。10、作为本发明的进一步创新，所述对安装集成信息的显示时机进行设置的实施方式如下：设置信号接收器接收信号的有效信号强度，并在信号强度满足有效信号强度时在信号接收器的显示端显示安装集成信息。11、作为本发明的进一步创新，所述识别锚杆的安装位置参见下述过程：对边坡表面进行图像采集，并从采集的图像中提取边坡轮廓，由此确定边坡表面中心位置。12、将信号接收器放置在边坡表面的中心位置，并以放置位置为圆心，以设定距离为半径作圆，得到信息接收圆。13、将信号接收圆的圆周按照预设的弧度进行划分，得到若干弧度线，进而在各弧度线上放置天线，其中放置的天线分别与信号接收器连接。14、利用控制终端控制锚杆上的信号发射器进行信号发送，得到各天线接收的信号强度，从中获取最大信号强度对应的天线，作为目标天线。15、在信息接收圆上确定目标天线对应的弧度线，该弧度线指向记为信号源方向。16、将信号接收器沿着信号源方向移动，并在移动过程中实时提取信号接收器对应显示端的显示画面，当显示画面显示出安装集成信息时将信号接收器的移动位置作为锚杆的安装位置。17、作为本发明的进一步创新，所述钻进指标包括钻进力和钻进速度，其中钻进指标调整具体实现过程如下：在钻头的顶部安装压力传感器，由其在钻进过程中实时进行受阻压力感应，并将感应到的受阻压力结合云控制库中参考受阻压力对应的适配钻进力计算钻头的适配钻进力，计算表达式为，式中表示为感应到的受阻压力，表示为参考受阻压力，表示为参考受阻压力对应的适配钻进力。18、获取钻头的规格型号，由此获取钻头的限制钻进力，进而将钻头的适配钻进力与限制钻进力进行对比，通过对比模型，得到钻头的需求钻进力。19、将感应到的受阻压力与云控制库中各受阻压力对应的钻进物硬度进行匹配，进而将匹配成功的钻进物硬度记为目标钻进物硬度。20、基于目标钻进物硬度从云控制库中提取目标钻进物硬度对应的适配钻进速度。21、基于钻头的规格型号获取钻进力与钻进速度的协作关系，进而依据钻头的需求钻进力从钻进力与钻进速度的协作关系中提取需求钻进力对应的协作钻进速度。22、将需求钻进力对应的协作钻进速度与目标钻进物硬度对应的适配钻进速度进行对比，利用表达式，计算出两者之间的一致度。23、将两者之间的一致度与预先配置的达标一致度进行对比，若两者之间的一致度大于或等于预先配置的达标一致度，则以需求钻进力对应的协作钻进速度作为钻头的需求钻进速度，反之则以目标钻进物硬度对应的适配钻进速度作为钻头的需求钻进速度。24、按照钻头的需求钻进力和需求钻进速度进行钻进指标调整。25、作为本发明的进一步创新，所述钻进路径偏移纠正的实施过程如下：s61、在钻头上安装地质探测设备，利用其在钻进过程中进行岩石结构探测，由此识别钻头所处钻进位置对应的岩石种类。26、s62、将钻头所处钻进位置对应的岩石种类与云控制库中存储的禁止钻进的岩石种类进行匹配，若匹配成功，则执行s63-s65,反之则执行s63、s64和s66。27、s63、将定位的钻进位置与钻头的初始钻进路径进行对比，识别钻进位置是否落在初始钻进路径上。28、s64、若未落在初始钻进路径上，则基于钻头所处钻进位置从初始钻进路径中找到标准钻进位置，进而将钻头所处钻进位置调整到标准钻进位置。29、s65、若落在初始钻进路径上，则从钻头所处钻进位置重新进行钻进路径规划。30、s66、若落在初始钻进路径上，则按照初始钻进路径继续钻进。31、作为本发明的进一步创新，所述锚杆在各感应时刻的锚固稳定度分析过程如下：从锚杆的安装集成信息中提取材料规格和安装参数，由此确定锚杆的安全锚固指征。32、将锚杆在各感应时刻的锚固指征与安全锚固指征进行对比，同时将锚固在各感应时刻的锚固指征与上一感应时刻的锚固指征进行对比，通过分析算法<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mi>ϕ</mi><mi>t</mi></msub><mi>=</mi><mrow><mo>{</mo><mtablecolumnalign="left"><mtr><mtd><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>e</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mrowbevelled="true"><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>3</mn><mi>∗</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>af</mi><mi>t</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>af</mi><mn>0</mn></msub></mrow><msub><mi>af</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>∗</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>vf</mi><mi>t</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>vf</mi><mn>0</mn></msub></mrow><msub><mi>vf</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow><mostretchy="true">/</mo><mn>5</mn></mrow></msup><mi>,</mi><mi>t</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mfrac><mrow><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>e</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mrowbevelled="true"><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>3</mn><mi>∗</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>af</mi><mi>t</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>af</mi><mn>0</mn></msub></mrow><msub><mi>af</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>∗</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>vf</mi><mi>t</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>vf</mi><mn>0</mn></msub></mrow><msub><mi>vf</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow><mostretchy="true">/</mo><mn>5</mn></mrow></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>e</mi><mi>−</mi><mn>1</mn></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mrow><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>af</mi><mi>t</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>af</mi><mrow><mi>t</mi><mi>−</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mrow><msub><mi>af</mi><mrow><mi>t</mi><mi>−</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>vf</mi><mi>t</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>vf</mi><mrow><mi>t</mi><mi>−</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mrow><msub><mi>vf</mi><mrow><mi>t</mi><mi>−</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow></msup></mrow><mn>2</mn></mfrac><mi>,</mi><mi>t</mi><mi>></mi><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mrow></mstyle>，得到锚杆在各感应时刻的锚固稳定度，分析算法中表示为感应时刻，，且取正整数，、分别表示为第感应时刻的锚固力、振动频率，、分别表示为锚杆的安全锚固力、安全振动频率，表示为自然常数。33、作为本发明的进一步创新，所述钻孔进程控制实施如下：将锚杆在各感应时刻的锚固稳定度与预配的达标锚固稳定度进行对比，若锚杆在某感应时刻的锚固稳定度小于预配的达标锚固稳定度，则控制钻头在该感应时刻停止钻进。34、作为本发明的进一步创新，该方法在实施过程中还用到了云控制库，用于存储参考受阻压力对应的适配钻进力，存储各受阻压力对应的钻进物硬度及各种钻进物硬度对应的适配钻进速度，并存储禁止钻进的岩石种类。35、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明通过在锚杆上安设信号发射器，并在安设后将锚杆按照规划布局进行安装，进而在钻孔前利用控制终端控制锚杆上的信号发射器进行信号发送，由信号接收器进行信号接收，借助信号发射器与信号接收器的配对关系，实现了锚杆安装位置的针对性定位，不仅能够提高定位效率，还能够避免受到其他定位主体的干扰，同时在设置信号发射器时可以通过选取对周围环境不敏感的信号发射器，从而最大限度降低在信号接收过程中周围环境的阻碍，进一步强化锚杆安装位置的定位准确度。36、2、本发明通过将锚杆的材料规格和安装参数进行安装信息集成，由此当定位出锚杆的安装位置时将锚杆的安装集成信息在信号接收器的显示端进行显示，便于钻孔施工人员直观知晓，为钻孔路径规划提供了极大便利。37、3、本发明通过在锚杆上设置锚固感应设备，进而在钻孔过程中将锚固感应设备实时采集的锚杆所处安装位置的锚固指征利用信号发射器传达至信号接收器的显示端，由此进行锚固稳定度分析，从而根据分析结果进行钻孔进程控制，实现了对锚固稳定性的实时监测，能够及时识别到锚固失稳，从而能够在锚固失稳时及时控制钻孔中断，不仅大大降低了钻孔错误的发生率，还能够对操作人员的安全提供一定的保障，另外还有利于延长锚杆的使用寿命。当前第1页12当前第1页12