【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及豎井測量，尤其涉及一種豎井聯系測量系統和方法。
技術介紹
1、豎井聯系測量是將豎井上面的地面坐標和高程傳遞到豎井下，以便于在豎井下面進行開挖作業等建設工作。對于幾十米左右深度的豎井，如地鐵施工豎井，主要采用吊鋼絲的方法，即先在工作井頂部搭接固定的鋼架，在鋼架上懸掛兩根鋼絲，鋼絲末端懸掛重錘伸到豎井底部，為確保鋼絲穩定，通常將重錘放置于阻尼液中，分別在工作井頂部和底部的兩根鋼絲上粘貼反射片，在井上、井下適當位置處架設全站儀測量反射片的邊角關系，進而解算出井下控制點的坐標，高程則需要懸掛鋼尺進行傳遞，該方法作業繁瑣，占用工作井時間長，僅搭接鋼架、懸掛鋼絲以及等待重錘穩定的時間就要至少兩個小時。而對于深度較大的礦井巷道等工程，傳遞坐標則通常采用陀螺儀，該方法雖然前期準備工作短，但是陀螺儀設備昂貴，常規型號精度低，且測量時間較長，因此在常見的豎井聯系測量中應用較少。
技術實現思路
1、有鑒于此，有必要提供一種豎井聯系測量系統和方法，用以解決現有豎井聯系測量技術作業效率低的問題。
2、為了解決上述問題，第一方面，本專利技術提供了一種豎井聯系測量系統，包括：可移動支架、第一掃描儀、多個標靶、第二掃描儀以及數據處理模塊；所述可移動支架搭設在豎井上方，所述第一掃描儀架設于所述可移動支架上，所述多個標靶分別設置在所述豎井的頂部以及所述豎井的內部，所述第二掃描儀設置在所述豎井的底部；
3、所述第一掃描儀用于對標靶進行掃描以得到第一點云數據；
4、所述第
5、所述數據處理模塊用于根據所述第一點云數據以及所述第二點云數據確定所述標靶的坐標信息。
6、可選的，所述設置在所述豎井內部的標靶包括：固定安裝在所述豎井內壁上的標靶，以及通過鋼絲吊設在所述豎井中間的標靶；
7、其中，吊設在所述豎井中間的標靶為球形標靶；所述球形標靶由兩個可拆卸的半球組成；每個所述半球的邊緣包括兩個沿球心對稱設置的半圓形孔洞；當兩個所述半球對接時，兩個所述半球上的半圓形孔洞對接成為圓形孔洞。
8、可選的，每個所述半球的內側邊緣處包括多個磁吸結構；當兩個所述半球對接時，兩個所述半球通過所述磁吸結構連接為一個球形標靶。
9、可選的，所述標靶表面包括多個標志。
10、可選的，設置在所述豎井頂部的標靶包括至少3個，設置在所述豎井內部的標靶包括至少3個。
11、可選的，所述豎井聯系測量系統還包括圖根控制點；所述圖根控制點與所述第一掃描儀以及設置在所述豎井的頂部的靶標通視。
12、第二方面，本專利技術還提供一種豎井聯系測量方法，方法使用上述任意一項所述的豎井聯系測量系統，方法包括：
13、通過所述第一掃描儀對所述標靶進行掃描以得到第一點云數據；
14、通過所述第二掃描儀對所述標靶進行掃描以得到第二點云數據；
15、通過所述數據處理模塊根據所述第一點云數據以及所述第二點云數據確定所述標靶的坐標信息。
16、可選的，所述第一點云數據包括第一點云在第一點云坐標系中的空間坐標；所述第二點云數據包括第二點云在第二點云坐標系中的空間坐標；所述根據所述第一點云數據以及所述第二點云數據確定所述標靶的坐標信息，包括：
17、將所述第一點云在第一點云坐標系中的空間坐標作為第一點云在地面坐標系中的空間坐標；
18、根據所述第一點云數據和所述第二點云數據，將所述第二點云在第二點云坐標系中的空間坐標轉換為在地面坐標系中的空間坐標；
19、根據所述第一點云在地面坐標系中的空間坐標和所述第二點云在地面坐標系中的空間坐標，確定各個所述靶標在地面坐標系中的空間坐標。
20、可選的，所述根據所述第一點云數據和所述第二點云數據，將所述第二點云在第二點云坐標系中的空間坐標轉換為在地面坐標系中的空間坐標，包括：
21、通過如下公式確定第二點云數據在豎井坐標系中的空間坐標：
22、
23、
24、其中， x、 y、 z為所述第二點云在豎井坐標系中的空間坐標； x0、 y0、 z0為第一點云坐標系原點相對于豎井坐標系原點的偏移量； x、 y、 z為所述第二點云在第二點云坐標系中的空間坐標；、、為第二點云坐標系向豎井坐標系轉換時各坐標軸的旋轉角度參數；為第二點云坐標系向豎井坐標系轉換的尺度因子；
25、通過如下公式將所述第二點云在豎井坐標系中的空間坐標轉換為在地面坐標系中的空間坐標：
26、
27、其中：為所述第二點云在地面坐標系中的空間坐標；
28、為所述第二點云在豎井坐標系中的空間坐標；
29、為所述第二點云在融合坐標系下的空間坐標；所述融合坐標系為將所述第一點云和所述第二點云進行配準融合后得到的融合點云的坐標系；
30、為融合坐標系轉換到地面坐標系的平移參數；
31、，，為融合坐標系向地面坐標系轉換時各坐標軸的旋轉角度參數；
32、為比例縮放系數。
33、可選的，所述第一點云數據包括所述標志的第三點云數據，所述第二點云數據均包括所述標志的第四點云數據；所述方法還包括：
34、根據所述第三點云數據和所述第四點云數據對所述第一點云和所述第二點云進行配準融合。
35、本專利技術的有益效果是：
36、本專利技術的豎井聯系測量系統包括：可移動支架、第一掃描儀、多個標靶、第二掃描儀以及數據處理模塊；可移動支架搭設在豎井上方，第一掃描儀架設于可移動支架上，多個標靶分別設置在豎井的頂部以及豎井的內部，第二掃描儀設置在豎井的底部；第一掃描儀用于對標靶進行掃描以得到第一點云數據；第二掃描儀用于對標靶進行掃描以得到第二點云數據；數據處理模塊用于根據第一點云數據以及第二點云數據確定標靶的坐標信息。本專利技術的豎井聯系測量系統，設備安裝簡單，安裝成本低，且對標靶的坐標測量精度高，測量用時短，以及測量時對光照等環境要求低。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種豎井聯系測量系統，其特征在于，包括：可移動支架、第一掃描儀、多個標靶、第二掃描儀以及數據處理模塊；所述可移動支架搭設在豎井上方，所述第一掃描儀架設于所述可移動支架上，所述多個標靶分別設置在所述豎井的頂部以及所述豎井的內部，所述第二掃描儀設置在所述豎井的底部；
2.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，所述設置在所述豎井內部的標靶包括：固定安裝在所述豎井內壁上的標靶，以及通過鋼絲吊設在所述豎井中間的標靶；
3.根據權利要求2所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，每個所述半球的內側邊緣處包括多個磁吸結構；當兩個所述半球對接時，兩個所述半球通過所述磁吸結構連接為一個球形標靶。
4.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，所述標靶表面包括多個標志。
5.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，設置在所述豎井頂部的標靶包括至少3個，設置在所述豎井內部的標靶包括至少3個。
6.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，所述豎井聯系測量系統還包括圖根控制點；所述圖根控制點與所述第一掃描儀以
7.一種豎井聯系測量方法，其特征在于，適用于權利要求1-6中任意一項所述的豎井聯系測量系統，所述方法包括：
8.根據權利要求7所述的豎井聯系測量方法，其特征在于，所述第一點云數據包括第一點云在第一點云坐標系中的空間坐標；所述第二點云數據包括第二點云在第二點云坐標系中的空間坐標；所述根據所述第一點云數據以及所述第二點云數據確定所述標靶的坐標信息，包括：
9.根據權利要求8所述的豎井聯系測量方法，其特征在于，所述根據所述第一點云數據和所述第二點云數據，將所述第二點云在第二點云坐標系中的空間坐標轉換為在地面坐標系中的空間坐標，包括：
10.根據權利要求9所述的豎井聯系測量方法，其特征在于，所述第一點云數據包括所述標志的第三點云數據，所述第二點云數據包括所述標志的第四點云數據；所述方法還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種豎井聯系測量系統，其特征在于，包括：可移動支架、第一掃描儀、多個標靶、第二掃描儀以及數據處理模塊；所述可移動支架搭設在豎井上方，所述第一掃描儀架設于所述可移動支架上，所述多個標靶分別設置在所述豎井的頂部以及所述豎井的內部，所述第二掃描儀設置在所述豎井的底部；
2.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，所述設置在所述豎井內部的標靶包括：固定安裝在所述豎井內壁上的標靶，以及通過鋼絲吊設在所述豎井中間的標靶；
3.根據權利要求2所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，每個所述半球的內側邊緣處包括多個磁吸結構；當兩個所述半球對接時，兩個所述半球通過所述磁吸結構連接為一個球形標靶。
4.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，所述標靶表面包括多個標志。
5.根據權利要求1所述的豎井聯系測量系統，其特征在于，設置在所述豎井頂部的標靶包括至少3個，設置在所述豎井內部的標靶包括至少3個。
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳楚江，劉德強，余紹淮，吳凱峰，余飛，羅博仁，徐喬，姚金璽，宋敏晟，
申請(專利權)人：中交第二公路勘察設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。