[发明专利]一种基于TOF相机的夯沉量测量方法

权利要求书

1.一种基于TOF相机的夯沉量测量方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：夯坑三维立体信息获取

一次夯沉工作结束以后，夯锤升起，将TOF相机旋转至夯坑正上方使用主动投射调制光进行夯坑三维信息拍摄，以相机中心为原点建立笛卡尔三维直角坐标系，使用表格文件存储夯坑内每一点相对于相机中心的点云位置信息；

步骤2：夯沉量计算、夯沉信息保存

对点云信息进行分析处理，对由于地质问题和振动问题造成的夯坑三维信息的飞点噪声、由于夯沉作业灰尘漫反射和夯坑周围断面的不规则漫反射问题导致的多径串扰干扰因素进行筛选排除，然后对剩下代表夯沉面的点云位置信息进行计算得出当前夯沉量并进行数据保存；

步骤3：夯沉数据分析

对保存的数据进行分析处理，比对最近两次夯沉作业结束后的夯沉总量数据变化，如果夯沉数据分析结果满足工程需求，那么此夯坑的作业结束，否则继续循环步骤1-3直至满足工程要求为止。

2.根据权利要求1所述基于TOF相机的夯沉量测量方法，其特征在于：步骤2具体为：

步骤21：对原始数据信息进行去噪处理，所采用的去噪滤波模型为：

其中，D是场景对应的原始的含有噪声夯坑三维信息，D’为经过去噪处理后的夯坑三维信息，Ω表示以像素(x，y，z)为中心的矩形邻域，w(i,j,k)为(x，y，z)点处的滤波器权值，w_p则是进行了归一化的参数；

步骤22：将被确定为干扰因素的数据删除掉，选出代表夯坑底部的点云数据进行质量评估，评估角度为点云数据密度、点云数据覆盖：所述的点云密度是指通过将整块数据对应区域化为若干个基元区域后，统计基元区域的数据点的个数，然后除以基元区域的面积后得到点云密度，进而统计点云密度值，然后构建统计分布图和直方图；所述的点云数据覆盖就是要检测漏洞的面积，在确定漏洞的比例指数后，统计漏洞的面积大小所占数据区域的比例，比较指标值来确定数据质量的好坏；计算得到点云密度的均值后，确定阈值，统计密度值，若小于该阈值则为漏洞，如此逐渐检测整个数据区域，后将得到的漏洞的面积之累加，计算所占的比例；

步骤23：对步骤22中筛选后的数据按照编号进行随机抽取3组，每组数据使用步骤5中总数据量的1/10，首先将数据按照每10个为一组进行等量分组，对每个等量分组内10个数据采用简单随机抽样算法抽取该组数据x₁、x₂、x₃，分别存放在三个抽样数组X₁、X₂、X₃中，依次往下进行直至所有数据抽样完毕；抽样结束后对3组抽样数据分别计算得到抽样夯沉值X₁、X₂、X₃，计算得到的夯沉量均值处理：H_i＝(X₁+X₂+X₃)/3，计算完毕后将所有结果保存并显示在显示器端。

3.根据权利要求2所述的基于TOF相机的夯沉量测量方法，其特征在于：步骤3具体为：步骤22中的阈值为均值-3倍的方差。

4.根据权利要求2所述的基于TOF相机的夯沉量测量方法，其特征在于：步骤3具体为：计算结果H_i与上一次行沉量H_i-1、总需求夯沉量H进行比对，分析最后两次夯沉量变化以及最终夯沉数据是否满足夯沉需求，如果满足，则此夯坑夯沉作业执行完毕，否则继续执行直至满足工程质量要求。