[发明专利]隧道局部变形识别方法及装置

权利要求书

1.一种隧道局部变形识别方法，其特征在于，所述方法包括：

将隧道每个节段划分为多个单元，获取每个单元上当前点群中各个空间点在大地坐标系下的当前大地坐标，以及每个节段的历史基准轴线和每个单元上历史点群中各个空间点的历史大地坐标；

根据每个单元上当前点群中各个空间点的当前大地坐标，确定每个节段的当前轴线；

调整当前轴线与历史基准轴线平行且当前轴线的中点与历史基准轴线的中点重合，将每个单元上当前点群中各个空间点的大地坐标转换为当前轴线平行于历史基准轴线且当前轴线的中点与历史基准轴线的中点重合时的转换坐标；

根据每个单元上当前点群中各个空间点的转换坐标，确定当前点群中各个空间点在垂直于历史基准轴线的平面上的当前投影点坐标，并利用NURBS拟合得到当前投影拟合函数；根据每个单元上历史点群中各个空间点的历史大地坐标，确定历史点群中各个空间点在垂直于历史基准轴线的平面上的历史投影点坐标，并利用NURBS拟合得到历史投影拟合函数；

确定拟合圆的圆心坐标、拟合圆上指定点的局部坐标、拟合圆上指定点在当前投影拟合函数上的当前最佳投影点坐标，以及在历史投影拟合函数上的历史最佳投影点坐标，其中，所述拟合圆由每个单元上当前点群中各个空间点在与历史基准轴线垂直的平面上的投影点拟合得到；

根据当前最佳投影点坐标、历史最佳投影点坐标、拟合圆上的指定点的局部坐标及拟合圆的圆心坐标确定拟合圆上该指定点处隧道局部变形参数；

如果隧道局部变形参数不等于0，则确定隧道局部发生变形，并将隧道局部变形参数的绝对值确定为隧道变形量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将每个单元上当前点群中各个空间点的大地坐标转换为当前轴线平行于历史基准轴线且当前轴线的中点与历史基准轴线的中点重合时的转换坐标，包括：

根据(X⁽⁰⁾，Y⁽⁰⁾，Z⁽⁰⁾)^T＝R₁(X⁽¹⁾，Y⁽¹⁾，Z⁽¹⁾)^T+T₁确定当前点群中各个空间点的大地坐标(X⁽¹⁾，Y⁽¹⁾，Z⁽¹⁾)对应的转换坐标(X⁽⁰⁾，Y⁽⁰⁾，Z⁽⁰⁾)；

其中，R₁表示空间旋转矩阵，R₁＝R(γ)·R(τ)·R(β)，T₁表示平移向量，T₁＝(x_c0，y_c0，z_c0)^T-R₁(x_c1，y_c1，z_c1)^T；(x_c0，y_c0，z_c0)表示历史基准轴线的中点坐标；(x₀，y₀，z₀)表示历史基准轴线的单位方向向量；(x_c1，y_c1，z_c1)表示当前轴线的中点坐标；(x₁，y₁，z₁)表示当前轴线的单位方向向量。