1.一种基于直线定位模型的掘进机机身位姿单目视觉测量方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在掘进工作面的巷道顶部安置轨道，轨道上安装两个可沿垂直于掘进方向移动的激光指向仪，保证两个激光指向仪发出两个平行激光束，轨道上再另外安装一个激光指向仪，发出的水平激光束垂直于上述平行激光束，通过固定安装在掘进机上的摄像机对两个平行激光束和一个水平激光束图像进行采集；

步骤二、采用适用于激光束图像的Retinex多尺度增强预处理算法消除步骤一采集到的激光束图像噪声，增强激光束和背景的对比度；

步骤三、对步骤二去噪后的激光束图像进行聚类分割；

步骤四、利用Canny边缘检测方法对步骤三激光束图像聚类分割结果进行处理；

步骤五、利用Hough变换对步骤四得到的激光束图像进行直线检测，分别得到平行激光束和水平激光束的直线方程；

步骤六、利用步骤五提取的水平激光束和平行激光束的直线方程，建立基于两点三线的掘进机位姿解算模型，得到摄像机在定位模型坐标系下的俯仰角α、偏航角β和翻滚角γ和位置信息，结合掘进机机身坐标系与摄像机坐标系间的转换关系，得到掘进机机身在定位模型坐标下的俯仰角、偏航角、翻滚角和位置信息；

步骤七、最后采用全站仪测量激光指向仪绝对坐标，获得激光指向仪在巷道坐标系下坐标，从而得到定位模型坐标系与巷道坐标系的转换关系，根据步骤六得到的掘进机机身在定位模型坐标下的俯仰角、偏航角、翻滚角和位置信息，从而得到掘进机机身在巷道坐标下的俯仰角、偏航角、翻滚角和位置信息；

其中步骤六建立基于两点三线的掘进机位姿解算模型的具体过程如下：步骤(1)、建立巷道坐标系OnXnYnZn和摄像机坐标系OcXcYcZc；L1,L3为平行激光束，L2为水平激光束，假设Li(i＝1,2,3)的单位方向向量为Vi(Ai,Bi,Ci)，水平激光束和平行激光束的交点为P1，P2，建立以激光束两交点中心为原点的定位模型坐标系OXYZ,P1在图像上的投影为p1(x1,y1,z1)，P2在图像上的投影为p2(x2,y2,z2)，激光束Li在图像平面的投影为图像直线li，激光束在图像上投影直线方程设为aix +biy+ci =0 ， 直线上任意一点图像坐标为ti(xi,yi,f)，图像直线的方向向量为vi(-bi,ai,0)，设k1，k2分别为P1，P2与摄像机光心的距离；

步骤(2)、设激光束直线、图像投影直线和摄像机光心构成投影平面Si，投影平面Si的法向量Ni＝(Ni1,Ni2,Ni3)，根据上述条件，得到步骤(3)、激光束直线L1和激光束直线L3平行，激光束直线L3和投影平面S3的法向量N3垂直，激光束直线L1和投影平面S1的法向量N1垂直，因此，激光束直线L1与投影平面S1的法向量，以及投影平面S3的法向量N3都垂直，因此其中，

A1＝b1fc3-b3fc1

B1＝-a1fc3+a3fc1

C1＝a1b3f2-a3b1f2

同理，得到

另外，激光束直线L2可以表示为

激光束直线L2与激光束直线L1垂直，且激光束直线L2与投影平面S2的法向量N2垂直，因此，激光束直线L2还可以表示为其中，

A2＝a1b2c3f3-a3b1b2f3+a1c2c3f-a3c1c2fB2＝-a1a2b3f3+a2a3b1f3+b1b2c3f2-b2b3c1f2

2 2 2 2

C2＝-a1a2c3f+a2a3c1f-b1b2c3f+b2b3c1f式(4)和式(5)相等，可得

另外根据先验条件，两条平行激光束之间的距离为a，得到

根据式(6)和式(7)，联立解得k1，k2，从而计算得到P1，P2的空间三维坐标根据定位模型坐标系下激光束的方向向量V′以及定位模型坐标系下激光束两交点的中心坐标P′，结合激光束两交点的中心在摄像机坐标系下的坐标P，以及根据式(2)、式(3)和式(5)获得的激光束在摄像机坐标系下的空间方向向量V＝(L1 L2 L3)，根据式(8)和式(9)得到摄像机坐标系到定位模型坐标系的旋转矩阵R和平移矩阵TV＝RV′       (8)

P＝RP′+T       (9)

其中，

根据上述得到的旋转矩阵R和平移矩阵T，得到摄像机在定位模型坐标系下的俯仰角α、偏航角β和翻滚角γ和位置信息，结合掘进机机身坐标系与摄像机坐标系间的转换关系，得到掘进机机身在定位模型坐标下的俯仰角、偏航角、翻滚角和位置信息。