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深中通道沉管隧道最终接头水下定位技术研究
锁旭宏, 闫浩文, 李振洪, 张德津, 苏小宁, 刘兆权, 田霖, 管明雷, 马华川
为解决深中通道沉管隧道“水下整体推出式”最终接头在复杂水下环境中的毫米级实时定位难题,提出一种基于双目摄影视觉定位与水下拉线测角测距的组合定位方法。该方法通过双目摄影系统和水下拉线系统分别获取最终接头在推出过程中的姿态与位置数据,并结合管内贯通测量成果,实现最终接头高精度的水下实时定位。其中,双目摄影系统通过照相机实时捕捉特征点的三维位移,水下拉线系统通过激光测角与编码器测距,使用角度和距离实时解算特征点三维坐标。开发包含硬件、软件与协议的管节定位监测系统,其中,硬件集成摄影-拉线组合单元与同步控制器,软件构建三维可视化界面与数据管理平台,实现了半封闭空间内三维姿态的实时监测与冗余测量。经陆上推退试验、水下重载推出试验及现场应用,该系统定位精度在10 mm以内,满足最终接头安装的精度要求。该方法突破了传统GNSS-RTK测量塔定位系统在水下狭小半封闭受限空间难以应用的困境,同时打破了传统GNSS-RTK与声呐技术于此类空间的应用瓶颈,为水下环境中大吨位构件的安装提供了高精度动态定位可行方案。
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