炮眼定位是隧道掘进中光面爆破的一项重要工序,需要按照事先设计的炮眼布置图,将各个炮眼的位置在掘进面上正确指定出来,以方便打眼工的作业。目前大多数隧道掘进中炮眼定位环节采用人工作业,以人工测量的方式标注几个关键眼位,根据工人经验来标定其他眼位,这种人工作业方式存在工作量增大、速率低、精度不高等问题。针对以上问题,本文提出一种基于嵌入式的炮眼定位系统方案,以S3C2440处理器为中央单元,通过GPIO接口电路驱动旋转机构的步进电机,带动激光指示器沿水平和垂直方向运行,从而在采掘面上指定出各个炮眼的位置。首先,本文基于嵌入式Linux系统平台,根据隧道掘进中炮眼定位的功能要求,提出一种炮眼定位系统总体方案,包括系统硬件结构和软件架构。然后,设计和搭建炮眼定位系统硬件;参考隧道掘进工作面的炮眼布置特征,设计并制作模拟掘进面;根据系统硬件结构设计主控器外围电路以及系统机械架构。其次,针对隧道掘进的炮眼定位特点,提出一种基于Qt图形视图框架的炮眼定位软件设计方法。该方法采用Qt视图项将现实工作面及炮眼融入到设计中,从而建立其虚拟模型,根据所建立的虚拟模型设计出炮眼定位系统软件,并在GUI中显示出来,通过操作炮眼模型项控制系统指定实际对应的炮眼位置。最后,研究并设计步进电机协调控制算法,采用SQLite数据库建立炮眼模型项与实际炮眼之间的映射关系,实现炮眼的自动布置,并且实时显示每个炮眼的当前标注状态,建立智能化的交互机制。经过对炮眼定位系统的设计、开发和功能模块的测试,以及对系统在实验平台上运行效果的反复验证。实验结果表明,该系统的实现可有效的减小炮眼定位环节的工作需求量、缩短掘进周期、提高定位精度,为隧道掘进工程提供极大的便利。