1、在盾構施工中,為了保證隧道質量,必須實時測量盾構的位姿,控制盾構與設計軸線的偏差。本文針對盾構施工條件復雜、測量環(huán)境惡劣的實際情況,設計了一種復雜性低、抗振動能力強的激光標靶,完成高精度的盾構姿態(tài)測量。
　　本文分析了傾角儀和CCD相結合的盾構姿態(tài)角測量原理,將俯仰角和水平角的測量轉化為對CCD上光斑偏移距離的測量;研究采用高分辨率的CCD、提高光斑中心的定位精度有效提高盾構姿態(tài)角的測量精度;由于光斑內部存在暗區(qū)域,本文采用基于灰

2、度形態(tài)學的圖像濾波技術,通過選用大小合適的濾波模板,有效降低了上述缺陷對光斑中心定位的影響;采用改進的梯度閾值法光斑中心定位算法,即先使用灰度過閾值法檢測光斑的輪廓,再沿該輪廓進行梯度閾值檢測,使光斑中心達到像素級定位精度。
　　根據CCD上激光光斑的位置,得到激光與標靶軸線的夾角,結合激光的水平方位和仰角,推導出了標靶法盾構姿態(tài)角計算算法,研究了標靶元件參數(shù)的標定方法及傾角儀安裝誤差補償算法,并對系統(tǒng)的姿態(tài)角測量精度進行了分析。