技術(shù)特征：

1.一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述車載式調(diào)節(jié)平臺包括安裝平臺、運(yùn)動分支、基座及回轉(zhuǎn)驅(qū)動；所述安裝平臺自上而下由相機(jī)安裝支架(1)、支撐板(2)、支撐桁架(3)及調(diào)姿平臺(4)構(gòu)成；所述支撐桁架(3)固定端安裝于調(diào)姿平臺(4)中間位置處，其伸縮端安裝于支撐板(2)底部；所述運(yùn)動分支共有三個，其中兩個為SPR結(jié)構(gòu)形式，包括依次連接的上轉(zhuǎn)動副(5)、分支移動副、伺服電動缸(7)和下球鉸(9)，另一個為RPS結(jié)構(gòu)形式，包括依次連接的上球鉸(6)、分支移動副、伺服電動缸(7)和下轉(zhuǎn)動副(10)；所述伺服電機(jī)(8)連接并驅(qū)動伺服電動缸(7)；所述上轉(zhuǎn)動副(5)和上球鉸(6)與調(diào)姿平臺(4)連接；所述下球鉸(9)和下轉(zhuǎn)動副(10)與基座(11)連接；所述基座(11)通過回轉(zhuǎn)平臺(13)與車輛行李架(14)連接；所述回轉(zhuǎn)平臺(13)在步進(jìn)電機(jī)(12)驅(qū)動作用下能繞其垂向軸線0～360°任意旋轉(zhuǎn)；所述回轉(zhuǎn)平臺(13)由蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)0～360°自由轉(zhuǎn)動；所述控制系統(tǒng)包括與控制器連接的三向加速度計、陀螺儀、三維激光掃描儀、數(shù)據(jù)采集卡、多軸運(yùn)動控制卡、伺服驅(qū)動器和編碼器；所述編碼器連接伺服電動缸(7)及伺服電機(jī)(8)；所述數(shù)據(jù)采集卡連接三向加速度計、陀螺儀和三維激光掃描儀；所述多軸運(yùn)動控制卡連接各伺服電機(jī)(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述運(yùn)動分支的運(yùn)動副中心點(diǎn)分別構(gòu)成兩個正三角形；所述運(yùn)動分支的三組轉(zhuǎn)動副軸線互相平行；所述調(diào)姿平臺(4)為航空鋁合金材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)動副(5)和下轉(zhuǎn)動副(10)均包括階梯軸、軸承和端蓋；所述上球鉸(6)和下球鉸(9)均由軸線互相垂直且相交于一點(diǎn)的三個轉(zhuǎn)動副復(fù)合構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述調(diào)姿平臺(4)外形為圓形或矩形，厚度為0.1～0.2m，上表面設(shè)有螺紋安裝孔、下表面布置有運(yùn)動副鉸座，其外接圓直徑為1.5～3.0m；所述基座(11)形狀為圓形或矩形，厚度為0.1～0.2m，上表面布置有運(yùn)動副鉸座、下表面設(shè)有通孔，其對應(yīng)的外接圓直徑為調(diào)姿平臺(4)外接圓直徑的2倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述車載式調(diào)節(jié)平臺處于初始位姿時，調(diào)姿平臺(4)與基座(11)之間的距離為1.5m。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述相機(jī)安裝支架(1)能同時安裝三組數(shù)字相機(jī)，相鄰兩組相機(jī)軸線夾角為60°

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺，其特征在于，所述支撐桁架(3)為伸縮桿結(jié)構(gòu)形式，可調(diào)高度為0.5～1.5m。

8.一種如權(quán)利要求1所述的用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺的實(shí)施方法，其特征在于，所述實(shí)施方法具體步驟為：

a)首先利用三向加速度計及陀螺儀獲取車輛三維線加速度及角速度值，通過剛體運(yùn)動變換公式及線性插值法建立車輛六維擾動位姿與時間之間的函數(shù)表達(dá)式；

b)利用激光三維掃描儀獲取隧道內(nèi)部尺寸參數(shù)，通過空間坐標(biāo)變換法，將其變換到相機(jī)坐標(biāo)系中；

c)結(jié)合上述傳感器獲得的車輛擾動參數(shù)及隧道結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算數(shù)字相機(jī)需調(diào)節(jié)的運(yùn)動量；

d)利用并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型將調(diào)節(jié)運(yùn)動量映射為運(yùn)動分支主動輸入量，并將其轉(zhuǎn)換為伺服電動缸位移量變化值；

e)通過多軸運(yùn)動控制卡對上述計算結(jié)果進(jìn)行合理性判斷后生成輸出信號，通過伺服驅(qū)動器控制所述伺服電動缸運(yùn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺的實(shí)施方法，其特征在于，所述步驟d)中，將調(diào)節(jié)運(yùn)動量轉(zhuǎn)換為運(yùn)動分支主動輸入量的算法為：令調(diào)姿平臺、基座各點(diǎn)在各自坐標(biāo)系中的描述分別為數(shù)字相機(jī)需要的調(diào)整量為(α y z)^T，對應(yīng)的位姿變換矩陣為：

$T=\begin{array}{ccc}0& 0& 0\\ \cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}& y\\ \sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}& z\\ 0& 0& 1\end{array}.---\left(1\right)$

調(diào)姿平臺各鉸鏈點(diǎn)在{o}系中的描述為：

${\stackrel{\‾}{a}}_i^o=T{\stackrel{\‾}{a}}_i^p---\left(2\right)$

式中：分別為鉸鏈點(diǎn)的齊次坐標(biāo)；

結(jié)合式(1)、(2)及多軸調(diào)節(jié)平臺幾何尺寸，建立機(jī)構(gòu)的位姿解模型為：

$q_i={\left[\begin{array}{ccc}{q}_1& q_2& q_3\end{array}\right]}^T=|a_i^o-b_i^o|---\left(3\right)$

式中：q_i分別為各運(yùn)動分支驅(qū)動位移；

對數(shù)字相機(jī)調(diào)整量分別求時間的一、二階導(dǎo)數(shù)，建立調(diào)姿平臺空間六維速度、加速度表達(dá)式分別為：

$v={\left(\begin{array}{cccccc}\stackrel{\·}{\mathrm{\α}}& 0& 0& 0& \stackrel{\·}{y}& \stackrel{\·}{z}\end{array}\right)}^T$

$a={\left(\begin{array}{cccccc}\stackrel{\·\·}{\mathrm{\α}}& 0& 0& 0& \stackrel{\·\·}{y}& \stackrel{\·\·}{z}\end{array}\right)}^T---\left(4\right)$

由并聯(lián)機(jī)器人相關(guān)理論，建立調(diào)姿平臺速度、加速度映射關(guān)系分別為：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{q}={\left[\begin{array}{ccc}{\stackrel{\·}{q}}_1& {\stackrel{\·}{q}}_2& {\stackrel{\·}{q}}_3\end{array}\right]}^T=Gv\\ \stackrel{\·\·}{q}={\left[\begin{array}{ccc}{\stackrel{\·\·}{q}}_1& {\stackrel{\·\·}{q}}_2& {\stackrel{\·\·}{q}}_3\end{array}\right]}^T=Ga+v^{T}Hv\end{array}---\left(5\right)$

式中：G、H分別為機(jī)構(gòu)的一、二階影響系數(shù)；分別為各運(yùn)動分支的驅(qū)動速度及加速度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于隧道圖像采集的車載式調(diào)節(jié)平臺的實(shí)施方法，其特征在于，所述步驟e)中，合理性判斷具體為：

A)利用編碼器檢測伺服電動缸當(dāng)前實(shí)際位移量，并通過機(jī)構(gòu)學(xué)正解模型計算調(diào)姿平臺實(shí)際位姿參數(shù)；

B)將所述當(dāng)前實(shí)際位姿與車輛運(yùn)動量、數(shù)字相機(jī)與隧道內(nèi)壁之間的距離作比較，計算當(dāng)前伺服周期內(nèi)需要補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動量；

C)將所述補(bǔ)償量與下一段運(yùn)行位移疊加，計算下一個伺服周期內(nèi)各伺服電動缸及電機(jī)的運(yùn)動量；

D)通過控制器生成輸出信號，并控制所述伺服電動缸和電機(jī)運(yùn)行。