基于多種測量方式數(shù)據(jù)融合的盾構(gòu)姿態(tài)測量.pdf

1、為了確保盾構(gòu)法隧道施工的安全高效,盾構(gòu)機需配備自動導(dǎo)向系統(tǒng)來實時測量其位姿。兩棱鏡法、三棱鏡法和激光標(biāo)靶法是幾種主要的盾構(gòu)自動導(dǎo)向方法,幾種測量方式具有不同的優(yōu)缺點。本文研究了基于上述幾種測量方式融合的盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng),將三種方式的測量結(jié)果進行融合,提高測量系統(tǒng)的精度和可靠性,主要的工作和研究內(nèi)容如下:
　　首先建立盾構(gòu)機位姿的描述方法,采用歐拉角來描述盾構(gòu)機的姿態(tài),詳細(xì)的介紹兩棱鏡法、三棱鏡法、多棱鏡法以及激光標(biāo)靶法導(dǎo)向的測量原理及

2、位姿計算方法,并對幾種測量方法進行了分析比較。
　　然后針對三棱鏡法導(dǎo)向系統(tǒng)中存在的問題進行了進一步的研究。三棱鏡的位置對姿態(tài)測量精度的影響很大,通過仿真分析及搜索尋求優(yōu)化的布置方案;針對盾構(gòu)掘進過程中棱鏡測量不同步引起的姿態(tài)測量偏差大的問題,引入卡爾曼濾波對棱鏡坐標(biāo)進行預(yù)測補償,由于卡爾曼濾波過程中系統(tǒng)噪聲矩陣受環(huán)境及人為因素影響,采用自適應(yīng)算法求取系統(tǒng)噪聲矩陣,提高了三棱鏡法姿態(tài)測量的精度。
　　最后對三種測量方式的測量