[发明专利]一种盾构隧道表面点云数据分段方法

摘要

本发明涉及一种盾构隧道表面点云数据分段方法，包括：1）盾构隧道点云投影：根据盾构隧道点云走向，将三维点云转换成二维；2）边界点提取：将投影后的二维点云网格化，利用网格提取出点云的上下边界点；3）隧道点云分段位置计算：a）所提取边界点的切线斜率计算；b）分段位置计算；4）对两个投影面上盾构隧道点云分段位置联合处理，完成隧道整体点云数据的分段，为隧道点云建模做准备。优点：1）研究了盾构隧道表面点云的分段方法，为基于TLS技术的盾构隧道的中轴线提取、断面分析等点云处理方法提供了技术支撑。2）有效提高中轴线拟合精度，补充盾构隧道变形监测技术方法，在盾构隧道安全监测、预防重大事故方面具有重要的实用价值。

主权项

1.一种盾构隧道表面点云数据分段方法，其特征是包括以下步骤：（1）盾构隧道点云投影：根据盾构隧道点云整体走向，选择XOY、YOZ或XOZ面中的两个作为投影面，将三维点云转换成二维，简化计算；（2）边界点提取：在平面内将投影后的二维点云网格化，利用网格提取出点云的上下边界点；（3）隧道点云分段位置计算：a）提取边界点的切线斜率计算：对盾构隧道点云边界邻域拟合，对拟合函数求导计算斜率；b）分段位置计算：以切线斜率为纵轴建立K‑X坐标系，在该坐标系中对切线斜率进行拟合分析，得出拟合直线的交点，交点的横坐标值X即为隧道分段位置，获得两个投影面上隧道点云的分段位置；（4）对两个投影面上盾构隧道点云分段位置联合处理，完成隧道整体点云数据的分段。