[发明专利]一种基于点云数据提取盾构隧道管片张开量的方法

摘要

本发明公开了一种基于点云数据提取盾构隧道管片张开量的方法，属于隧道工程测量技术领域。该方法通过已知平面截取隧道断面，根据空间圆柱体与平面相交的空间关系提取不同环数的横断面点云，根据散点图的横坐标测量相邻管片拼接处纵缝的弧长大小，将其与管片设计嵌缝宽度的差值来判断管片张开量的大小。本发明的优点是，基于三维激光点云数据利用空间切割理论提取盾构隧道的横断面，该方法较为简单、高效率、高精度、充分利用海量点云原始数据等优点，通过后处理可以快速准确的得到隧道任意里程横断面下的衬砌管片张开量。

主权项

1.一种基于点云数据提取盾构隧道管片张开量的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：点云数据的获取对于站式三维激光扫描仪，为获取精确点云数据，选取测站间距和扫描分辨率；在测站间距和扫描分辨率确定后，进行现场扫描获取隧道点云数据；第二步：点云数据的噪点处理为了得到完整而理想的高质量点云数据，需要对扫描得到的原始点云数据进行去噪过程，去除无效数据，点云数据去噪也称为点云数据滤波；采用RANSAC算法；第三步：盾构隧道断面的提取在隧道的整体点云数据处于绝对坐标系下后，为能够提取不同里程、不同环数的断面，运用圆柱体与平面相交的空间关系，使盾构隧道的点云数据经过旋转使其母线平行坐标系的某一坐标轴，然后通过合理设置断面点到平面的距离来截取断面；第四步：管片张开量的提取将第三步获取的横断面点云数据投影到二维平面，通过椭圆拟合计算椭圆中心点坐标，计算横断面点到椭圆中心点的距离，然后建立以所有断面点到断面中心点的距离为纵轴，根据每个点对应的弧长为横轴的散点图，根据散点图的横坐标测量相邻管片拼接处纵缝的弧长大小，将其与管片设计嵌缝宽度的差值来判断管片张开量的大小。