[发明专利]一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法

权利要求书

1.一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法，其特征在于，具体步骤包括：

获取爆破前隧道的衬砌面以及前方预支护段的三维点云数据，提取隧道中轴线，结合隧道中轴线的位置信息以及隧道设计轮廓线，拟合得到爆破前的爆破区域三维模型；

获取爆破后隧道的三维点云数据，并对三维点云数据进行稀化和三角化处理，得到爆破后的爆破区域三维模型；

对爆破前后的三维模型进行布尔运算，并将单纯形法应用到三维模型计算中，得到各个位置处的超欠挖数据信息；

引入多理论模型的综合集成赋权法权重模型，对各个爆破指标进行定量化分析，得到隧道的爆破质量评估结果。

2.根据权利要求1所述一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法，其特征在于，所述获取爆破前隧道的衬砌面以及前方预支护段的三维点云数据，提取隧道中轴线，结合隧道中轴线的位置信息以及隧道设计轮廓线，拟合得到爆破前的爆破区域三维模型的具体步骤包括：

首先爆破前通过三维扫描仪对当前的隧道断面进行扫描，得到当前隧道的衬砌面以及前方预支护段的三维点云数据；

根据三维点云数据，建立当前隧道的衬砌面的坐标系，根据坐标数据进行线性均值拟合得到当前隧道衬砌段对应的中轴线；

再根据中轴线的位置信息以及隧道设计轮廓线进行循环进尺和拉伸，得到爆破前的爆破区域三维模型。

3.根据权利要求1所述一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法，其特征在于，所述获取爆破后隧道的三维点云数据，并对三维点云数据进行稀化和三角化处理，得到爆破后的爆破区域三维模型的具体步骤包括：

将三维扫描仪置于爆破前相同的位置对爆破面进行扫描，得到三维点云数据；

读取三维点云数据中的点云坐标数据，设置原点位置以及更新递进的点云为参考点，删除距离参考点距离小于预设阈值R的点云进行稀化处理并保存；

对稀化处理后的三维点云数据，进行相邻的三个点云进行三角化，最终得到爆破后的爆破区域三维模型。

4.根据权利要求1所述一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法，其特征在于，所述对爆破前后的三维模型进行布尔运算，并将单纯形法应用到三维模型计算中，得到各个位置处的超欠挖数据信息的具体步骤包括：

根据得到的爆破前后的爆破区域三维模型进行布尔运算；

利用单纯形法获取各个模型的体心、表面积、体积以及外表面三角形单元的形心信息；

对超欠挖点进行定位，以及得到隧道超欠挖面积、超欠挖体积，以及平均超欠挖信息。

5.根据权利要求1所述一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法，其特征在于，所述引入多理论模型的综合集成赋权法权重模型，对各个爆破指标进行定量化分析，得到隧道的爆破质量评估结果的具体步骤包括：

首先获取评价指标，所述评价指标包括最大超挖、平均线性超挖、最大欠挖、两炮间台阶最大尺寸、超挖面积、量测断面面积、超挖率、超挖体积，以及炮眼利用率；

基于多理论模型，建立综合集成赋权法权重模型；

将爆破面的设计参数以及爆破前后的三维模型的布尔运算结果输入综合集成赋权法权重模型的爆破质量分数的求解公式，得到评估结果。

6.根据权利要求1所述一种基于三维点云信息的隧道爆破质量评估方法，其特征在于，所述爆破质量分数的求解公式为：

其中，X_i为评价指标权重系数，Y_i为评价指标的评价分数。