[发明专利]一种基于双目视觉识别井下炮孔方位的方法

说明书

一种基于双目视觉识别井下炮孔方位的方法，机械臂及机械臂前端的双目立体视觉系统捕获的预置在爆破孔上的辅助标识信息，计算出炮孔中心点在图像坐标中的位置和方向，经过计算转化为世界坐标系的位置和方向，为装药机械臂自动寻孔控制算法提供关键的目标炮孔方位信息，从而实现爆破孔装药自动寻孔，提高地下工程爆破作业的机械化程度，减少作业人员的人工参与度，从而提高作业效率和作业安全性。

技术领域

本发明涉及爆破领域，具体涉及一种基于双目视觉识别井下炮孔方位的方法。

背景技术

目前，国内地下铁矿爆破开采多采用无底柱分段崩落的方法来进行矿山爆破，矿山爆破的爆破孔多为上仰扇形布置，爆破孔的深度最深达到30多米，爆破孔分布的作业面凸凹不平，且不规则，炸药装填的作业面视线差、狭窄潮湿，且有片顶冒帮的安全风险，目前广泛采用的人工装药爆破方式，劳动强度大，作业人员多，作业效率低，本质安全性差。国外NORMET等公司已成功研制了自动送管系统，即采用地下装药车自动送管技术进行自动送管，但在向爆破孔送管前，仍需人工辅助对爆破孔进行定位，作业的安全性和效率仍未得到完全改善，但实现自动寻孔装填关键技术难点是对炮孔位置和方向信息获取，本发明一种基于辅标通过双目视觉高精度识别，解决炮孔识别时分辨真、假孔正确率低，以及确定炮孔方向难的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于双目视觉识别井下炮孔方位的方法，具体技术方案如下：

一种基于双目视觉识别井下炮孔方位的方法，其特征在于：

采用以下步骤，

步骤1：在分布的N个爆破孔中分别插入有辅标，对所述辅标按照N₁至N_n进行连续编号，在装药车机械臂的前端设置有双目立体视觉装置，在辅标上分布有特征标识，以装药车为基准建立世界坐标系，以双目立体视觉装置为基准，建立视觉坐标系；

步骤2：移动机械臂，使得N₁号辅标上的至少一个特征标识和N₂号辅标的至少一个特征标识位于双目立体视觉装置视觉范围内；

步骤3：数据处理系统得到在所述世界坐标系中所述N₁号辅标上的特征标识的空间坐标值和所述N₂上的特征标识的空间坐标值；

步骤4：将N₁号辅标的空间坐标值保存在第一粗定位地址中，将N₂号辅标的空间坐标值保存在第二粗定位地址中；

步骤5：控制系统根据第一粗定位地址，对与所述第一粗定位地址对应的辅标进行精确地址定位，确定该辅标在世界坐标系中的圆心坐标值和中心矢量值，将该圆心坐标值和中心矢量值发送到处理系统中；

步骤6：处理系统对所述机械臂各关节的伸缩长度和转动角度进行解算和调控，使所述装药车机械臂上的输药软管能够对准所述爆破孔，对所述爆破孔进行填装；

步骤7：控制系统根据第二粗定位地址，控制机械臂向第二粗定位地址方向移动指定的距离；

步骤8：判断第二粗定位地址对应的辅标是否为最后一个辅标，如果否，则进入下一步骤，否则，进入到步骤10；

步骤9：将第二粗定位地址值保存在第一粗定位地址中，将相邻的下一个辅标的空间坐标值保存在第二粗定位地址中，按照步骤5至步骤8执行；

步骤10：将第二粗定位地址赋值给第一粗定位地址；

步骤11：按照步骤5至步骤6处理，结束。

为更好的实现本发明，可进一步地：所述辅标为圆筒结构，所述辅标插入到所述爆破孔中，在所述辅标外端外圆周上设置有环形盘，在所述环形盘上端面沿圆周方向均匀分布有至少三个特征标识，所述辅标的圆心为爆破孔的中心，所述环形盘的法线方向与所述爆破孔的法线方向相同。