[发明专利]一种隧道超欠挖可视化展示方法和系统

权利要求书

1.一种隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立目标隧道的实际开挖三维模型和设计开挖三维模型，并对所述实际开挖三维模型和所述设计开挖三维模型进行三维可视化展示；

基于所述实际开挖三维模型和所述设计开挖三维模型，根据模型树构建索引关系，得到三维空间的开挖面，进而获取所述实际开挖三维模型的二维视图信息和三维视图信息以及获取所述设计开挖三维模型的二维视图信息和三维视图信息；

基于隧道超欠挖参量计算公式，计算隧道超欠挖参量；

基于所述隧道超欠挖参量，对所述实际开挖三维模型和所述设计开挖三维模型进行对比计算，并进行隧道超欠挖可视化展示。

2.根据权利要求1所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，建立所述实际开挖三维模型的方法包括：

采集所述目标隧道的实际开挖三维点云数据；

利用三维点云数据处理函数对所述实际开挖三维点云数据进行滤噪处理；

对滤噪处理后的所述实际开挖三维点云数据进行三维重建，得到所述实际开挖三维模型。

3.根据权利要求2所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，所述滤噪处理包括：使用open3D库或PCL库中Filter模块的VoxelGrid类对所述实际开挖三维点云数据进行下采样滤波处理，使用BilateralFilter对所述实际开挖三维点云数据进行双边滤波处理，使用GaussianKernel对所述实际开挖三维点云数据进行卷积滤波处理，所以StatisticalOutlierRemoval对所述实际开挖三维点云数据进行移除离群点滤波处理，所以RadiusOutlierRemoval对所述实际开挖三维点云数据进行半径滤波器处理。

4.根据权利要求2所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，所述三维重建的方法包括：

对所述实际开挖三维点云数据进行点云平滑、基于平面模型的多边形边界绘制和贪婪投影三角化处理，得到所述实际开挖三维模型。

5.根据权利要求1所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，所述三维可视化展示处理通过VTK库实现，通过QT框架中的QVTKWidget插件作为显示窗口，装载PCLVisualizer类的对象，实现三维可视化展示。

6.根据权利要求1所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，所述二维视图信息通过在三维模型上进行切片截取方式获取。

7.根据权利要求1所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，所述模型树采用八叉树。

8.根据权利要求1所述的隧道超欠挖可视化展示方法，其特征在于，所述隧道超欠挖参量计算公式包括：

超欠挖值D_i计算公式：

超挖面积S_c计算公式：

欠挖面积S_q计算公式：

超欠挖面积S_A1计算公式：

超挖面积与欠挖面积之和S_A2计算公式：

超欠挖体积V计算公式：

9.一种隧道超欠挖可视化展示系统，其特征在于,包括:实际开挖数据模块、实际开挖模型模块、设计开挖模型模块、模型树模块、超欠挖计算模块、超欠挖结果输出模块；

所述实际开挖数据模块用于采集目标隧道实际开挖的三维点云数据；

所述实际开挖模型模块用于对所述实际开挖三维点云数据进行滤噪处理和三维重建处理，建立实际开挖三维模型，并对所述实际开挖三维模型进行三维可视化展示处理；

所述设计开挖模块模块用于基于目标隧道的设计资料，建立目标隧道的设计开挖三维模型，并对所述设计开挖三维模型进行三维可视化展示处理；

所述模型树模块用于基于所述实际开挖三维模型和所述设计开挖三维模型，根据模型树构建索引关系，得到三维空间的开挖面，进而获取所述实际开挖三维模型的二维视图信息和三维视图信息以及获取所述设计开挖三维模型的二维视图信息和三维视图信息；

所述超欠挖计算模块用于根据隧道超欠挖参量计算公式，计算隧道超欠挖参量；

所述超欠挖结果输出模块用于基于所述隧道超欠挖参量，对所述实际开挖三维模型和所述设计开挖三维模型进行对比计算，并进行隧道超欠挖可视化展示。