[发明专利]基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法

权利要求书

1.基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

选择所需监控的掌子面，并利用棱镜和全站仪统一坐标；

安装预先备置的移动式轨道小车，并将三维激光扫描仪固定于所述移动式轨道小车上；

确定所述掌子面监控点，并利用所述三维激光扫描仪获取的点云数据；

利用点云处理软件对获取的所述点云数据进行处理，并确定所述掌子面监控点在整个所述点云数据中所对应的位置；

依据所述点云数据获取所述掌子面监控点的变形值，同时在报警软件中设置预警阀值；

将所述掌子面的岩土变形值与所述预警阀值进行对比，并判断是否进行自动报警。

2.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，在选择所需监控的掌子面，并利用棱镜和全站仪同一坐标中还包括以下步骤：

利用所述全站仪和所述棱镜控制所述掌子面的初始坐标，即利用所述棱镜完成点云的定向定位，使点云坐标与实际坐标相统一。

3.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，在安装移动式轨道小车，并将三维激光扫描仪固定于所述移动式轨道小车上还包括以下步骤：

当隧道放炮结束即初步出渣后在距离所述掌子面10-50m之间安装10m的简易移动式轨道小车，并将所述三维激光扫描仪安装在所述移动式轨道小车上。

4.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，在确定所述掌子面监控点，并利用所述三维激光扫描仪获取的点云数据中还包括以下步骤：

当放炮和初步处理残渣后，根据隧道围岩等级和现场施工方案在所述掌子面上布置多个监控点，并利用所述全站仪配合所述三维激光扫描议建立统一的坐标系；

保证每一激光扫描测站之间设立至少三个公共的工作基点，并用所述三维激光扫描仪获取每一所述激光扫描测站的工作基点坐标以及隧道点云。

5.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，所述点云处理软件包括RealWorks Suryey、Imageware等专业的点云处理软件中的一种。

6.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，利用点云处理软件对获取的所述点云数据进行处理具体包括以下步骤：

首先，利用所述点云处理软件对获取的所述点云数据进行去噪、配准、分割和合并处理；

然后，利用所述点云处理软件对所述点云数据进行精简和排序；

最后，利用所述点云处理软件把所得的点云数据进行拼接，得到隧道掌子面整体的点云数据。

7.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，依据所述点云数据获取所述掌子面监控点的变形值，具体包括以下步骤：

根据所述掌子面监控点在整个所述点云数据中所对应的位置，得到各所述监控点在整体所述点云数据中所在的位置；

从整体所述点云数据中以所述监控点为中心提取一定范围的点云数据，对提取的所述点云数据进行正态分布拟合，即可得到所述掌子面各监控点周围岩土变形破坏情况。

8.根据权利要求1所述的基于移动三维激光扫描的隧道掌子面变形报警方法，其特征在于，将所述掌子面的岩土变形值与所述预警阀值进行对比，并判断是否进行自动报警，具体包括以下步骤：

当所述掌子面的岩土变形值超过所述预警阈值时进行自动语音报警；

当所述掌子面的岩土变形值没有超过所述预警阈值时不进行自动语音报警。