CN113338949A - 一种基于ar技术的控超挖爆破眼定位施工系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，该系统包括图像采集相机、数据显示器、头部跟踪设备、信息处理单元、手持式操作仪及专属头盔；专属头盔上设置图像采集相机、数据显示器及头部跟踪设备；信息处理单元远程连接头部跟踪设备、图像采集相机及数据显示器；手持式操作仪远程连接图像采集相机及数据显示器并发送操作指令。该施工系统通过工人佩戴专属头盔采集数据信息，再借助AR技术及爆破眼施工设计程序进行信息处理，最后再以无线传输的形式将施工信息反馈到数据显示器上，快速实现爆破眼打孔的测量定位及校核工作，加快施工的进度，提高爆破眼施工的质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及爆破施工技术领域，具体为一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统。
背景技术
在如今传统的钻爆法施工过程中，爆破眼施工是及其重要的的一环，其施工质量的好坏对爆破的成型效果起着重要的决定性作用。当前爆破眼施工仍然需要人工测量来放样，如此既需要花费大量的时间用来定位，并且还难以保证其准确度。
通过公开专利检索，发现以下对比文件：
CN112161534A-公开了一种矿山井下上向进路一步骤回采控制爆破方法，包括以下步骤：S1、设计炮孔的掏槽型式、辅助眼和周边眼的排列形式；S2、设计包括炮孔数量、炮孔间距、炮孔深度和炮孔装药量在内的爆破参数；S3、采用现有凿岩台车钻凿炮孔；S4、炮孔装药：环形掏槽眼装药系数为0.7～0.9，底眼与其相同，辅助眼装药系数为0.6～0.8，周边眼采用光面爆破形式装药，所有炮孔皆需装一卷底药和用水炮泥堵塞；S5、起爆网络：所有炮孔均采用孔底反向起爆，掏槽眼与辅助眼采用电子雷管起爆，周边眼采用导爆索起爆，随后设计起爆顺序进行起爆。本申请提供的矿山井下上向进路一步骤回采控制爆破方法，具有炮孔利用率高、进尺深、爆破效果好和爆破成本低等优点。
经分析，上述专利中的爆破方法与本申请相比，在采用AR技术融合图纸设计信息及施工现场图像信息方面存在较大差异，因此不影响本申请的新颖性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，该施工系统通过工人佩戴专属头盔采集数据信息，再借助AR技术及爆破眼施工设计程序进行信息处理，最后再以无线传输的形式将施工信息反馈到数据显示器上，快速实现爆破眼打孔的测量定位及校核工作，加快施工的进度，提高爆破眼施工的质量和效率。
一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，该系统包括图像采集相机、数据显示器、头部跟踪设备、信息处理单元、手持式操作仪及专属头盔；专属头盔上设置图像采集相机、数据显示器及头部跟踪设备；信息处理单元远程连接头部跟踪设备并接收位置及视线信息，该信息处理单元远程连接图像采集相机并接收掌子面图像信息，且信息处理单元远程连接数据显示器并发送动态融合信息；手持式操作仪远程连接图像采集相机及数据显示器并发送操作指令。
而且，专属头盔前端的底面上安装向佩戴者眼部投射光源信息的数据显示器，该专属头盔前端的顶面上安装采集佩戴者前方图像信息的图像采集相机，且专属头盔的顶部固设头部跟踪设备。
而且，头部跟踪设备采集专属头盔的空间位置及视线变化信息，并将采集到的信息远程传输至信息处理单元。
而且，数据显示器向佩戴者眼部投射输出虚拟爆破眼图纸设计信息，以及与图像采集相机采集到的现实掌子面图像信息融合后的动态融合信息。
而且，动态融合信息包括所有爆破眼的精确位置，以及选择性显示每个爆破眼的角度、深度及装药量的详细参数。
本发明的优点和技术效果是：
本发明的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，通过工人佩戴专属头盔采集数据信息，再借助AR技术及爆破眼施工设计程序进行信息处理，最后再以无线传输的形式将施工信息反馈到数据显示器上，能够有效替代人工的测量放样工序，而采用AR技术实施爆破眼打孔测量及定位工作，加快施工的进度，提高施工效率；本发明还能够通过图像信息处理对已施工结束的爆破眼的质量进行评估，确保爆破眼定位的施工质量，以符合设计精度要求；本发明佩戴方便，携带便捷，能够灵活适应多种施工环境。
附图说明
图1为本发明的系统连接及计数原理示意图；
图2为本发明中信息采集设备由图像采集相机处获取的隧道掌子面图像的示意图；
图3为本发明中信息处理单元在施工前预存的爆破眼图纸设计信息示意图；
图4为本发明中信息处理单元向数据显示器输出的动态融合信息示意图；
图中：1-图像采集相机；2-数据显示器；3-头部跟踪设备；4-信息处理单元；5-手持式操作仪；6-专属头盔。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，该系统包括图像采集相机1、数据显示器2、头部跟踪设备3、信息处理单元4、手持式操作仪5及专属头盔6；专属头盔上设置图像采集相机、数据显示器及头部跟踪设备；信息处理单元远程连接头部跟踪设备并接收位置及视线信息，该信息处理单元远程连接图像采集相机并接收掌子面图像信息，且信息处理单元远程连接数据显示器并发送动态融合信息；手持式操作仪远程连接图像采集相机及数据显示器并发送操作指令。
而且，专属头盔前端的底面上安装向佩戴者眼部投射光源信息的数据显示器，该专属头盔前端的顶面上安装采集佩戴者前方图像信息的图像采集相机，且专属头盔的顶部固设头部跟踪设备。
而且，头部跟踪设备采集专属头盔的空间位置及视线变化信息，并将采集到的信息远程传输至信息处理单元。
而且，数据显示器向佩戴者眼部投射输出虚拟爆破眼图纸设计信息，以及与图像采集相机采集到的现实掌子面图像信息融合后的动态融合信息。
而且，动态融合信息包括所有爆破眼的精确位置，以及选择性显示每个爆破眼的角度、深度及装药量的详细参数。
另外，本发明优选的，图像采集相机、数据显示器、头部跟踪设备、信息处理单元、手持式操作仪及专属头盔均采用现有技术中的成熟产品，其之间的远程连接方式可采用蓝牙或wifi等现有技术中的成熟技术手段。
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式，下面提供一种实施例：
本发明的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其信息处理单元具有隧道掌子面图像处理、爆破眼设计及虚拟爆破眼图纸设计信息与掌子面图像信息融合的功能，主要接收来自图像采集相机的掌子面图像数据，以及手持操作仪传送的施工操作指令，并对爆破眼图纸设计信息及掌子面图像信息进行比对及信息融合处理；头部跟踪设备能够实时追踪佩戴者空间位置及视线变化，并将其传输至信息处理单元；数据显示器能够实时输出虚拟爆破眼图纸设计信息与现实掌子面图像信息融合后的动态融合信息；动态融合信息能够实时更新所有爆破眼的精确位置及可选择性显示每个爆破眼的角度、深度及装药量等详细参数；手持操作仪上设置有整个系统的遥控按键，能够全面控制并指挥各部件的工作；图像采集相机上配置有小型工业相机及LED平行光源，能够实现在光线昏暗的隧道条件下清晰的获取掌子面的图像信息；施工系统内的各设备均采用无线信号传输，使得本发明佩戴方便，携带便捷，能够灵活适应多种施工环境。
本发明的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其实施步骤如下：
本发明使用时，佩戴者可通过手持操作仪上的遥控按钮将数据显示器打开，并调整图像采集相机上LED光源及相机的焦距、角度使其可以清晰、完整的采集到围岩掌子面的图像信息，如图2所示。
信息处理单元中的图像处理系统对图像采集相机所获取的照片进行隧道掌子面边界的提取，并将提取出来的边界图像提交给爆破眼设计系统。通过在爆破眼设计系统中输入围岩等级及相关爆破眼设计参数得到爆破眼设计图，如图3所示。
头部跟踪设备可提供佩戴者空间位置数据及跟踪佩戴者的视线变化，信息处理单元根据头部跟踪设备所提供的数据信息，分析爆破眼设计图虚拟场景和隧道掌子面的真实场景的相对位置，实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算，使得爆破眼设计图放置在待施工的隧道掌子面的上，如图4所示(图中未显示各爆破眼的角度、深度及装药量等详细参数)。
数据显示器可实现将信息处理单元最后获得的虚拟场景与现实场景的融合信息呈现在佩戴者面前，并结合头部跟踪设备实现爆破眼设计虚拟场景真实般的浸入式体验。即可快速实现爆破眼的定位，从而加快施工的进度，提高施工效率。
在爆破眼施工结束后，使用图像采集相机对隧道掌子面重新采集图像信息并将其传入信息处理单元中，其中的图像处理系统会根据图像信息中爆破眼和掌子面围岩的像素值差异，自动提取出已施工完成的爆破眼分布情况并与设计图进行偏差比较，确保已施工的爆破眼定位符合设计精度要求。
最后，本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其特征在于：该系统包括图像采集相机、数据显示器、头部跟踪设备、信息处理单元、手持式操作仪及专属头盔；所述专属头盔上设置图像采集相机、数据显示器及头部跟踪设备；所述信息处理单元远程连接头部跟踪设备并接收位置及视线信息，该信息处理单元远程连接图像采集相机并接收掌子面图像信息，且信息处理单元远程连接数据显示器并发送动态融合信息；所述手持式操作仪远程连接图像采集相机及数据显示器并发送操作指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其特征在于：所述专属头盔前端的底面上安装向佩戴者眼部投射光源信息的数据显示器，该专属头盔前端的顶面上安装采集佩戴者前方图像信息的图像采集相机，且专属头盔的顶部固设头部跟踪设备。
3.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其特征在于：所述头部跟踪设备采集专属头盔的空间位置及视线变化信息，并将采集到的信息远程传输至信息处理单元。
4.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其特征在于：所述数据显示器向佩戴者眼部投射输出虚拟爆破眼图纸设计信息，以及与图像采集相机采集到的现实掌子面图像信息融合后的动态融合信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于AR技术的控超挖爆破眼定位施工系统，其特征在于：所述动态融合信息包括所有爆破眼的精确位置，以及选择性显示每个爆破眼的角度、深度及装药量的详细参数。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117745727A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-03-22 | 北京科技大学 | 一种水炮泥液体灌装袋软硬度监测装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160209195A1 (en) * | 2013-08-20 | 2016-07-21 | Detnet South Africa (Pty) Ltd | Wearable blasting system apparatus |
| CN207424384U (zh) * | 2017-10-26 | 2018-05-29 | 太平洋未来科技（深圳）有限公司 | 一种ar头盔 |
| CN108845663A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-20 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 设计施工系统 |
| CN109813189A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-28 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种硬岩隧道爆破开挖方法 |
| CN111596764A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-28 | 周庆博 | 一种基于安卓系统的ar眼镜人脸识别系统及方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160209195A1 (en) * | 2013-08-20 | 2016-07-21 | Detnet South Africa (Pty) Ltd | Wearable blasting system apparatus |
| CN207424384U (zh) * | 2017-10-26 | 2018-05-29 | 太平洋未来科技（深圳）有限公司 | 一种ar头盔 |
| CN108845663A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-20 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 设计施工系统 |
| CN109813189A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-28 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种硬岩隧道爆破开挖方法 |
| CN111596764A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-28 | 周庆博 | 一种基于安卓系统的ar眼镜人脸识别系统及方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117745727A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-03-22 | 北京科技大学 | 一种水炮泥液体灌装袋软硬度监测装置及方法 |
| CN117745727B (zh) * | 2024-02-21 | 2024-04-26 | 北京科技大学 | 一种水炮泥液体灌装袋软硬度监测装置及方法 |
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