[发明专利]一种基于三维激光扫描技术的引水竖井缺陷检测方法

说明书

本发明属于引水竖井缺陷检测技术领域，公开了一种基于三维激光扫描技术的引水竖井缺陷检测方法，包括：通过三维激光扫描获取引水竖井的原始点云数据，并进行预处理；通过点云拼接获取引水竖井的完整点云数据；提取引水竖井的中轴线，获得断面；引水竖井收敛分析；引水竖井径向形变分析；引水竖井错台检测；剥蚀提取检测。本发明解决了现有技术中难以检测引水竖井缺陷的问题，可以实现大型水电站引水发电系统竖井段的缺陷检测，有助于及时排查出引水道竖井段的安全隐患，为水电站的安全运营提供有力保障。

技术领域

本发明涉及引水竖井缺陷检测技术领域，尤其涉及一种基于三维激光扫描技术的引水竖井缺陷检测方法。

背景技术

随着我国水利水电行业的不断发展，大型水电站的建设越来越多，引水发电系统中引水道的质量隐患问题也逐渐突显出来。引水竖井作为引水道的一个重要组成部分，其剥蚀、变形等病害不仅会威胁引水道整体的安全稳定性，而且会影响整个水电站引水发电系统的运行，给水电站带来巨大的安全隐患和经济损失。自上世纪以来，我国华东地区及东北地区等地相继有数十个竖井井壁发生了不同程度的变形破坏，给经济生产造成了严重的安全风险和经济损失。如竖井井壁横向断裂、竖井破裂带混凝土成片剥落、井壁纵向弯曲等情况都严重影响了竖井的安全生产。因此，对引水竖井进行系统全面的检查，及时掌握缺陷情况，监测竖井缺陷发展趋势十分必要。然而，由于引水竖井垂直落差大，人员无法直接到达，搭设脚手架检查资金投入大、作业风险高、可行性差，且无法获取竖井整体形变信息，目前尚未有水电站对竖井开展过检查工作，无法全面掌握竖井病害情况。三维激光扫描技术是20世纪90年代中期出现的一项高新技术，近年来三维激光扫描测量技术在空间信息获取方面发展迅速，它具有非接触测量、高分辨率、高精度，高效率、数字化采集、信息丰富等优点，已经被广泛应用于众多领域。如应用到建筑、历史文物及遗迹，生成3D模型和平面立面图、进行现状管理、实现对象的真彩色可视化；应用到工业管道和工厂，进行各种冲突检测、设备的改装和维护、工程设计；应用到建设规划进行建设监测、进行现状图件管理、建设过程存档；应用于公路、桥梁、隧道、大坝等的变形监测领域中。三维激光扫描仪能够快速扫描整个竖井，获取完整、丰富的竖井井壁三维点云、反射强度等信息，并提供竖井的几何形状和三维模型，可用于水电站引水竖井的形变检测，有助于及时排查出引水道竖井段的安全隐患，为水电站的安全运营提供有力保障。