盾构机管片拼装方法、装置、系统和存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115949440A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310088554.0G06T7/73(2017.01)(22)申请日2023.01.19G06V10/762(2022.01)(71)申请人中铁工程装备集团有限公司地址450016河南省郑州市经济技术开发区第六大街99号(72)发明人姜礼杰贾连辉张凯磊张培文勇亮张洪雷王珩(74)专利代理机构中国贸促会专利商标事务所有限公司11038专利代理师赵倩男(51)Int.Cl.E21D11/40(2006.01)E21D11/08(2006.01)E21F17/18(2006.01)G06T7/50(2017.01)权利要求书4页说明书13页附图8页(54)发明名称盾构机管片拼装方法、装置、系统和存储介质(57)摘要本公开提供了一种盾构机管片拼装方法、装置、系统和存储介质，涉及隧道施工技术领域。该方法包括：建立已拼装管片的空间模型；根据空间模型，计算待拼装管片的目标拼装位置；在检测到待拼装管片吊运到位后，获取待拼装管片的第一点云信息；根据第一点云信息，确定待拼装管片的螺栓位置信息；以及根据待拼装管片的螺栓位置信息，控制拼装机抓取待拼装管片，并将待拼装管片吊运至对应的目标拼装位置，以完成管片拼装。本公开在无需对管片进行改造的前提下，能够快速实现对管片的定位，进而提高了管片的抓取和拼接效率。CN115949440ACN115949440A权利要求书1/4页1.一种盾构机管片拼装方法，包括：建立已拼装管片的空间模型；根据所述空间模型，计算待拼装管片的目标拼装位置；在检测到所述待拼装管片吊运到位后，获取所述待拼装管片的第一点云信息；根据所述第一点云信息，确定所述待拼装管片的螺栓位置信息；以及根据所述待拼装管片的螺栓位置信息，控制拼装机抓取所述待拼装管片，并将所述待拼装管片吊运至对应的目标拼装位置，以完成管片拼装。2.根据权利要求1所述的盾构机管片拼装方法，其中，所述待拼装管片包括待拼装的一环管片中的每一块管片，所述已拼装管片包括所述待拼装的一环管片的上一环已拼装管片。3.根据权利要求2所述的盾构机管片拼装方法，其中，建立已拼装管片的空间模型包括：利用测距传感器对所述上一环已拼装管片扫描一周，获取所述上一环已拼装管片的第二点云信息；以及根据所述第二点云信息，建立所述空间模型。4.根据权利要求3所述的盾构机管片拼装方法，其中，计算待拼装管片的目标拼装位置包括：获取所述上一环已拼装管片的边缘点的集合，以得到所述上一环已拼装管片的边缘轮廓；在所述空间模型中提取所述上一环已拼装管片中每一块管片的螺栓孔位置信息；以及根据所述上一环已拼装管片的边缘轮廓、所述上一环已拼装管片中每一块管片的螺栓孔位置信息，以及所述待拼装的一环管片的拼装点位，计算出所述待拼装的一环管片中的每一块管片的目标拼装位置。5.根据权利要求4所述的盾构机管片拼装方法，其中，在所述空间模型中提取所述上一环已拼装管片中每一块管片的螺栓孔位置信息包括：根据所述上一环已拼装管片的拼装点位，计算出所述上一环已拼装管片中每一块管片的粗略位置信息；以及根据所述粗略位置信息，在所述空间模型中提取所述上一环已拼装管片中每一块管片的螺栓孔位置。6.根据权利要求2所述的盾构机管片拼装方法，其中，检测到所述待拼装管片吊运到位包括：在所述待拼装管片吊运未到位之前，利用三维测量传感器获取所述三维测量传感器与管片吊运位置之间的第三点云信息；根据所述第三点云信息，确定所述管片吊运位置到所述三维测量传感器的高度信息；在高于所述高度信息的一定空间范围内的点云数量大于数量阈值的情况下，确定所述管片吊运位置存在所述待拼装管片；以及在所述空间范围内的点云位置稳定的情况下，确定所述待拼装管片吊运到位。7.根据权利要求2所述的盾构机管片拼装方法，其中，确定所述待拼装管片的螺栓位置信息包括：2CN115949440A权利要求书2/4页对所述第一点云信息进行聚类处理，得到所述多个不同类别的点云数据；统计每一种类别的点云数据对应的数量和边界尺寸；根据螺栓对应的点云数量阈值和边界尺寸阈值，确定所述第一点云信息中的螺栓点云数据；以及根据所述螺栓点云数据，确定所述待拼装管片的螺栓位置信息。8.根据权利要求7所述的盾构机管片拼装方法，其中，对所述第一点云信息进行聚类处理，得到所述多个不同类别的点云数据包括：遍历所述第一点云信息中的每一个点云，得到点云在三维空间的边界；根据所述边界，对所述第一点云信息中的点云进行空间网格划分；以及对每个空间网格进行聚类，得到多个连通区域，其中，每个连通区域内的点云对应一个类别的点云数据。9.根据权利要求8所述的盾构机管片拼装方法，其中，对所述第一点云信息进行聚类处理，得到所