CN113884067A - 一种隧道定位方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种隧道定位方法、装置、电子设备及可读存储介质，其中，该方法包括：通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标，该目标未知点为隧道内的任意一点，该局部球坐标是以所述云台设备为坐标原点的局部球坐标系；根据目标未知点的局部球坐标，计算得到目标未知点的全局坐标；通过多个目标未知点的全局坐标，计算多个目标未知点之间的距离，基于此可以计算图像或视频信息中的裂隙准确尺寸。本申请通过云台设备获取目标未知点与云台设备之间的距离、以及云台设备的角度以得到目标未知点的局部球坐标，并将该局部球坐标进行计算、转换后得到目标为支点的全局坐标。

Description

一种隧道定位方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及隧道定位领域，具体而言，涉及一种隧道定位方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

山岭隧道是高速公路建设的关键节点，在山岭隧道的建设中，常常需要对围岩的完整程度、裂隙发育程度等特征进行确定或计算，隧道中各个点的坐标准确性直接会影响围岩完整程度、裂隙发育程度等特征的准确性。而准确获得隧道中未知点的坐标，能够为当前已经采集的图像数据增加尺寸维度的数据，能够更好的确定围岩完整程度、裂隙发育程度等特征。尽管目前已有一些隧道围岩数字化方面的工作进展，但是由于通信等原因，无法精确定位隧道中某点的具体坐标。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种隧道定位方法、装置、电子设备及可读存储介质。能够通过云台设备及相关的计算得到隧道中任意未知点的准确坐标并且通过多个未知点的准确坐标计算得到多个未知点之间的准确距离。

第一方面，本申请实施例提供了一种隧道定位方法，包括：通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标，所述目标未知点为隧道内的任意一点，所述局部球坐标是以所述云台设备为坐标原点构成的局部坐标；根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的局部直角坐标；将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标，所述目标未知点的全局坐标为所述目标未知点的定位坐标。

本申请实施例通过云台设备能够得到目标未知点与云台设备之间的距离及以云台设备的为原点的云台设备竖直面俯仰角与以云台设备为原点的云台设备水平面转角，以得到目标未知点的局部球坐标，对该局部球坐标进行计算、转换最后得到目标未知点的全局坐标。即，通过对未知点的局部球坐标进行计算、转换能够得到目标未知点的准确、真实的坐标。基于目标未知点的准确、真实的坐标可以计算图像或视频信息中的裂隙准确尺寸，进一步可以用于计算围岩完整度等岩体特征。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述根据所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的局部直角坐标的计算公式为：

z′＝d×sinθ；

其中，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，

为目标未知点的局部球坐标，θ为以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角，

为以云台设备为原点的云台设备水平面转角，

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标的计算公式为：

其中，(x，y，z)为目标未知点的全局坐标，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，

为转换矩阵。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述转换矩阵通过以下方式确定：获取多个初始未知点的全局坐标，所述多个初始未知点至少为三个初始未知点；获取所述多个初始未知点的局部球坐标；根据所述多个初始未知点的局部球坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵；所述根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的全局坐标，包括：根据所述转换矩阵与所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的全局坐标。

本申请实施例通过获取到的多个初始未知点的全局坐标以及局部球坐标，利用上述局部直角坐标的计算公式以及目标未知点的全局坐标的计算公式进行反向计算，以用于云台设备第一次在某个位置点时确定出当下的转换矩阵。再利用得到的转换矩阵可以计算该云台设备当前位置下任意其他未知点的全局坐标，以得到目标未知点的真实、准确坐标。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述根据所述多个初始未知点的局部球坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵，包括：根据所述多个初始未知点的局部球坐标计算得到所述多个初始未知点的局部直角坐标；根据所述多个初始未知点的局部直角坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵。

本申请实施例通过对多个未知点的局部球坐标进行计算得到局部直角坐标，并将该多个未知点的局部直角坐标以及其全局坐标带入计算公式，进行反向计算，以得到转换矩阵，以用于未知点的全局坐标计算。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述云台设备设置有激光模块，所述通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标，包括：根据所述激光模块得到所述目标未知点到所述云台设备之间的距离；根据所述云台设备的位置得到以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角。

本申请实施例通过在云台设备上面设置激光模块，该激光模块可以用于测量目标未知点距云台设备之间的距离，同时可以根据该云台设备的位置能够得到以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角，该目标未知点距云台设备之间的距离、以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角组成目标未知点的局部球坐标，以用于对目标未知点的全局坐标进行计算。

第二方面，本申请实施例还提供一种隧道定位装置，包括：获取模块：用于通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标；第一计算模块：用于根据所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的全局坐标；第二计算模块：用于通过多个所述目标未知点的全局坐标计算多个所述目标未知点之间的距离。

第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面，或第一方面的任一种可能的实施方式中的方法的步骤。

结合第三方面，本申请实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中：所述电子设备为云台设备；所述云台设备设置有激光单元、图像采集单元；所述激光单元用于测量目标未知点与所述云台设备之间的距离；所述图像采集单元用于对目标位置进行图像采集。

第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面，或第一方面的任一种可能的实施方式中隧道定位方法的步骤。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的隧道定位***示意图。

图2为申请实施例提供的凿岩台车及云台设备的截面图。

图3为本申请实施例提供的电子设备的方框示意图。

图4为本申请实施例提供的隧道定位方法的流程图。

图5为本申请实施例提供的隧道定位装置的功能模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

目前，在隧道定位领域对隧道中的各个位置点进行测量，需要专业测量人员利用全站仪并配合台车操作人员的调节来实现对台车的定位。这种定位方式的自动化程度低，且实施时需要专业测量人员的帮助，因此对于人为影响因素依赖程度大，而人为因素的存在也不可避免地会对最终的定位精度及准确度造成影响。

在隧道支护参数计算、围岩完整度计算等多方面都需要用到隧道中位置点的坐标及多个位置点之间的距离，对隧道位置点的定位及真实坐标位置的计算变得越来越重要。

因此，本申请的发明人对现状进行研究，了解到公开号为CN210738609U的专利技术公开了一种隧道定位装置，该隧道定位装置包括定位连接管与定位管，定位连接管的一端插装于隧道的侧壁上，定位管包括弯折连接的第一子段与第二子段，第一子段与第二子段的夹角大于或等于170°，小于或等于175°，第一子段的自由端与定位连接管的另一端连接。该装置机械化程度较高，现场实施可行性较差，且该专利用于提高定位坡度，而非定位隧道内部点的准确定位。

公开号为CN105407530A的专利技术公开了一种隧道定位方法及装置。该方法包括：如果定位终端进入目标隧道，获取所述定位终端的环境参数测量值；根据所述环境参数测量值，以及所述目标隧道的环境参数值与所述目标隧道的位置信息之间的对应关系，对所述定位终端进行隧道定位。可见此专利的定位针对的是隧道中的行驶车辆而非隧道内部的某个点，定位精度较粗糙，并不满足工程中定位的需求。

基于此，本申请提供的一种隧道定位方法、装置、电子设备以及可读存储介质，通过在云台设备上设置激光模块，得到位置点的局部球坐标，再利用特定的计算公式及转换公式得到能够反应该位置点真实坐标的全局坐标，并可以根据多个位置点的全局坐标计算得到多个位置点之间的距离，最后可以获得裂隙尺寸等围岩特征信息。

实施例一

如图1、图2所示，本申请实施例提供的隧道定位***示意图。该隧道定位***可以包括：云台设备110、凿岩台车120。

其中，凿岩台车120上面可以设置云台设备110。

可选地，该凿岩台车120上面还可以设置计算设备；该凿岩台车120上面还可以设置云台设备110与计算设备。该计算设备可用于隧道定位，该计算设备可以是计算机、手机、平板电脑等。

可选地该凿岩台车120用于在隧道移动以及进行钻眼作业。

可选地，该云台设备110可以设置激光单元、图像采集单元。其中，该激光单元用于测量目标未知点130与云台设备110之间的距离；该图像采集单元用于对目标位置进行图像采集。

为便于对本实施例进行理解，首先对执行本申请实施例所公开的一种隧道定位方法的云台设备110进行详细介绍。

如图3所示，是云台设备110的方框示意图。云台设备110可以包括存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115、显示单元116、图像采集单元117、激光测量单元118。本领域普通技术人员可以理解，图3所示的结构仅为示意，其并不对云台设备110的结构造成限定。例如，云台设备110还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。

上述的存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115、显示单元116、图像采集单元117及激光测量单元118各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。上述的处理器113用于执行存储器中存储的可执行模块。

其中，存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)等。其中，存储器111用于存储程序，所述处理器113在接收到执行指令后，执行所述程序，本申请实施例任一实施例揭示的过程定义的云台设备110所执行的方法可以应用于处理器113中，或者由处理器113实现。

上述的处理器113可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器113可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

上述的外设接口114将各种输入/输出装置耦合至处理器113以及存储器111。在一些实施例中，外设接口114，处理器113以及存储控制器112可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

上述的输入输出单元115用于提供给用户输入数据。所述输入输出单元115可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

上述的显示单元116在云台设备110与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。

可选地，该云台设备110还可以包括：图像采集单元117、激光测量单元118。该图像采集单元117包括：摄像头、摄像机、相机、手机、平板电脑等，该激光测量单元118可以包括激光模块。

本实施例中的云台设备110可以用于执行本申请实施例提供的各个方法中的各个步骤。下面通过几个实施例详细描述隧道定位方法的实现过程。

实施例二

请参阅图4，是本申请实施例提供的隧道定位方法的流程图。下面将对图4所示的具体流程进行详细阐述。

步骤201，通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标。

其中，该目标未知点为隧道内的任意一点，该局部球坐标是以云台设备为坐标原点的局部坐标。

该局部球坐标包括：目标未知点与云台设备之间的距离、以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角。其中，该目标未知点与云台设备之间的距离可以通过云台设备上的激光单元测量获得，该以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角为云台设备的位置决定的。

步骤202，根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的局部直角坐标。

步骤203，将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标，所述目标未知点的全局坐标为所述目标未知点的定位坐标。

其中，目标未知点的全局坐标为目标未知点的实际真实、准确的坐标点。

可选地，定位该目标未知点后可以基于该目标未知点的位置信息确定隧道内部围岩裂隙的尺寸信息，该隧道内部围岩裂隙的尺寸信息可以用于评估围岩裂隙发育情况及岩体完整程度等特征。

可选地，该目标未知点为冒落、渗水等局部危险点，则对该局部危险点定位后还可以将局部危险点的位置信息发送到远程控制器，以便于危险点的排除。

可选地，若该目标未知点为多个目标未知点，通过多个所述目标未知点的全局坐标，可以计算多个所述目标未知点之间的距离，以用于计算裂隙尺寸。

示例性地，若获得两个目标未知点的全局坐标，根据隧道定位公式，将这两个目标未知点的全局坐标代入该计算公式，便能够得到这两个目标未知点之间的距离。得到该两个目标未知点之间的距离之后可将进行裂隙尺寸计算。

示例性地，如需要计算围岩裂隙尺寸，可以选择围岩裂隙边缘多个点为目标未知点，通过云台设备获取该多个目标未知点的局部球坐标，并计算得到该多个目标未知点的全局坐标，进而根据该多个目标未知点的全局坐标计算得到该多个目标未知点之间的距离，并根据该多个目标未知点之间的距离得到裂隙的长度和宽度。

基于上述实施例，步骤202中，根据所述目标未知点的局部球坐标计算得到目标未知点的局部直角坐标的计算公式为：

z′＝d×sinθ；

其中，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，

为目标未知点的局部球坐标，θ为以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角，

为以云台设备为原点的云台设备水平面转角，

将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标的计算公式为：

其中，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，(x′₀，y′₀，z′₀)为局部坐标系原点在全局坐标系下的坐标，(ε_x，ε_y，ε_z)为坐标旋转因子，m为两坐标系间的尺寸变换因子。

进一步地，将上述局部直角坐标的计算公式转换为如下形式：

其中，(x，y，z)为目标未知点的全局坐标，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，

为转换矩阵。

示例性地，若对三个目标未知点进行定位，可以分别获得该三个目标未知点相对云台设备的局部球坐标，具体值为(2，0，90)、(2，0，270)、(2.24，26.6，90)，将这三个局部球坐标分别带入局部球坐标与局部之间坐标的计算公式，可得：

x₁＝2×cos 0×cos 90＝0；

y₁＝2×cos 0×sin 90＝2；

z₁＝2×sin 0＝0；

x₂＝2×cos 0×cos 270＝0；

y₂＝2×cos 0×sin 270＝-2；

z₂＝2×sin 0＝0；

x₃＝2.24×cos 26.6×cos 90＝0；

y₃＝2.24×cos 26.6×sin 90＝2；

z₃＝2.24×sin 26.6＝1；

基于此可以计算该三个未知点相应的局部直角坐标分别为：(0，2，0)、(0，-2，0)、(0，2，1)。

若此时转换矩阵为

再将该三个未知点相应的局部直角坐标带入全局坐标计算公式，可得：

目标未知点1的全局坐标为(1，2，2)，同理，分别将目标未知点2与目标未知点3的局部直角坐标带入全局坐标计算公式，得到目标未知点2的全局坐标为(1，-2，2)，目标未知点3的全局坐标为(1，2，3)。

基于上述实施例，全局坐标计算公式中的转换矩阵可以随着云台设备的移动而发生变化。即，当云台设备发生移动时，其转换矩阵需要重新确定。

可选地，该转换矩阵通过以下方式确定：获取多个初始未知点的全局坐标，该多个初始未知点至少为三个初始未知点；获取多个初始未知点的局部球坐标；根据多个初始未知点的局部球坐标与多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵。

可选地，该多个初始未知点的全局坐标可通过全站仪获得，由于全站仪结构复杂，重量较重，且该装置的使用较为复杂。因此，只有在云台设备发生移动后需要重新获得转换矩阵才会使用该全站仪进行初始未知点的全局坐标计算。

可选地，根据多个初始未知点的局部球坐标与多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵，包括：根据多个初始未知点的局部球坐标计算得到多个初始未知点的局部直角坐标；根据多个初始未知点的局部直角坐标与多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵。

示例性地，若多个初始未知点为三个未知点，且该三个未知点的全局坐标分别为(1，2，2)、(1，-2，2)、(1，2，3)，该三个未知点的局部球坐标分别为(2，0，90)、(2，0，270)、(2.24，26.6，90)。

将该三个未知点的局部球坐标带入局部直角坐标的计算公式，可得：

x₁＝2×cos 0×cos 90＝0；

y₁＝2×cos 0×sin 90＝2；

z₁＝2×sin 0＝0；

x₂＝2×cos 0×cos 270＝0；

y₂＝2×cos 0×sin 270＝-2；

z₂＝2×sin 0＝0；

x₃＝2.24×cos 26.6×cos 90＝0；

y₃＝2.24×cos 26.6×sin 90＝2；

z₃＝2.24×sin 26.6＝1；

基于此可以计算该三个未知点相应的局部直角坐标分别为：(0，2，0)、(0，-2，0)、(0，2，1)。

再将该三个未知点相应的局部直角坐标带入全局坐标计算公式，可得：

基于此可以计算此时转换矩阵为

根据转换矩阵的值可知，局部直角坐标系原点为(1,0,2)，坐标系仅发生平移，容易通过空间集合知识确定结果的合理性。

可选地，得到转换矩阵后，根据目标未知点的局部球坐标，计算得到目标未知点的全局坐标，包括：根据所述转换矩阵与所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的全局坐标。

基于上述实施例，云台设备设置有激光模块，通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标，包括：根据激光模块得到目标未知点到云台设备之间的距离；根据该云台设备的位置得到以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角。

上述技术方案中，通过云台设备获取到目标未知点的局部球坐标，并对目标未知点的局部球坐标进行计算、转换得到目标为支点的全局坐标，根据该方法可以计算出多个目标未知点的全局坐标，根据该多个目标未知点的全局坐标进一步计算得到多个目标未知点之间的距离，该距离可以用于计算围岩的完整度。另外，在云台设备发生移动后，可以通过获取多个目标未知点的局部球坐标与全局坐标，进行反向推导计算以得到转换矩阵，得到转换矩阵后，可以基于该转换矩阵利用全局坐标计算公式，继续计算在云台设备变化后的位置进行目标未知点的全局坐标计算，并进一步计算多个目标未知点之间的距离，并用于计算围岩的完整系数。

实施例三

基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了与隧道定位方法对应的隧道定位装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与前述的隧道定位方法实施例相似，因此本实施例中的装置的实施可以参见上述方法的实施例中的描述，重复之处不再赘述。

请参阅图5，是本申请实施例提供的隧道定位装置的功能模块示意图。本实施例中的隧道定位装置中的各个模块用于执行上述方法实施例中的各个步骤。隧道定位装置包括获取模块301、第一计算模块302、第二计算模块303；其中，

获取模块301，用于通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标。

第一计算模块302，用于根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的局部直角坐标。

第二计算模块303，用于将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标，根据所述目标未知点的全局坐标对所述目标未知点进行定位。

一种可能的实施方式中，第一计算模块302，具体用于：获取多个初始未知点的全局坐标，所述多个初始未知点至少为三个初始未知点；获取所述多个初始未知点的局部球坐标；根据所述多个初始未知点的局部球坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵。

一种可能的实施方式中，第二计算模块303，还用于根据所述转换矩阵与所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的全局坐标。

一种可能的实施方式中，第一计算模块302，具体用于：根据所述多个初始未知点的局部球坐标计算得到所述多个初始未知点的局部直角坐标；根据所述多个初始未知点的局部直角坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵。

一种可能的实施方式中，获取模块301，还用于：根据所述激光模块得到所述目标未知点到所述云台设备之间的距离；根据所述云台设备的位置得到以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角。

此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中所述的隧道定位方法的步骤。

本申请实施例所提供的隧道定位方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中所述的隧道定位方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隧道定位方法，其特征在于，包括：

通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标，所述目标未知点为隧道内的任意一点，所述局部球坐标是以所述云台设备为坐标原点的局部坐标；

根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的局部直角坐标；

将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标，所述目标未知点的全局坐标为所述目标未知点的定位坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的局部直角坐标的计算公式为：

z′＝d×sinθ；

其中，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，

为目标未知点的局部球坐标，θ为以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角，

为以云台设备为原点的云台设备水平面转角，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标的计算公式为：

其中，(x，y，z)为目标未知点的全局坐标，(x′，y′，z′)为目标未知点的局部直角坐标，

为转换矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述转换矩阵通过以下方式确定：

获取多个初始未知点的全局坐标，所述多个初始未知点至少为三个初始未知点；

获取所述多个初始未知点的局部球坐标；

根据所述多个初始未知点的局部球坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵；

所述根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的全局坐标，包括：

根据所述转换矩阵与所述目标未知点的局部球坐标计算得到所述目标未知点的全局坐标。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个初始未知点的局部球坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵，包括：

根据所述多个初始未知点的局部球坐标计算得到所述多个初始未知点的局部直角坐标；

根据所述多个初始未知点的局部直角坐标与所述多个初始未知点的全局坐标得到转换矩阵。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述云台设备设置有激光模块，所述通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标包括：

根据所述激光模块得到所述目标未知点到所述云台设备之间的距离；

根据所述云台设备的位置得到以云台设备为原点的云台设备竖直面俯仰角及云台设备水平面转角。

7.一种隧道定位装置，其特征在于，包括：

获取模块：用于通过云台设备获取目标未知点的局部球坐标；

第一计算模块：用于根据所述目标未知点的局部球坐标，计算得到所述目标未知点的局部直角坐标；

第二计算模块：用于将所述目标未知点的局部直角坐标转化为所述目标未知点的全局坐标。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至6任一所述的方法的步骤。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为云台设备；

所述云台设备设置有激光单元、图像采集单元；

所述激光单元用于测量目标未知点与所述云台设备之间的距离；

所述图像采集单元用于对目标位置进行图像采集。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述的方法的步骤。

Images