[发明专利]一种盾构隧道中轴线自拟合方法、系统、计算机及存储介质在审

专利信息
申请号: 202211557810.8 申请日: 2022-12-06
公开(公告)号: CN115982809A 公开(公告)日: 2023-04-18
发明(设计)人: 李郴;章新生;曹少华;李强;周大林;孙永星 申请(专利权)人: 中铁四局集团第五工程有限公司;中铁四局集团有限公司
主分类号: G06F30/13 分类号: G06F30/13;G06F30/20;G06T5/00
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 何世磊
地址: 332500 江西*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 盾构 隧道 轴线 拟合 方法 系统 计算机 存储 介质
【说明书】:

发明提供一种盾构隧道中轴线拟合方法、系统、计算机及存储介质,盾构隧道中轴线拟合方法包括以下步骤:获取隧道的三维点云数据,以形成点云文件;通过点云空间坐标的中位数评估点云文件,以获取点云文件的中心点集合;拟合中心点集合,以获取拟合直线段;通过拟合直线段将中心点集合分隔为左侧点集及右侧点集,分别拟合左侧点集及右侧点集,以获取初始中轴线;对初始中轴线进行尖点过滤及轴线修复,以获取最终中轴线。通过上述步骤可得到与现场实际情况较为接近的中轴线,为隧道形变分析提供了有利的分析依据。而通过进行尖点过滤及轴线修复,可去除噪声对中轴线建立的干扰,进一步提高中轴线与现实情况的贴合率,使后续的分析精度更高。

技术领域

本申请涉及隧道施工技术领域,特别是涉及一种盾构隧道中轴线拟合方法、系统、计算机及存储介质。

背景技术

隧道作为城市中的一种重要的交通设施,由于受到周围土体的挤压、地上物体及地质运动的影响,存在一定程度的形变。

在隧道施工验收或运维过程中对隧道的形变分析是隧道交通安全运营的重要保证,形变分析一般是基于隧道断面(横断面)进行,为准确识别隧道横断面,通常会利用隧道轴线设计信息进行坐标反算,取得空间中所有点对应的里程信息、断面水平偏移、竖直偏移。

但在验收或运维期,可能因为施工的调整、管片的变形等多种因素导致轴线设计信息与实际点云测量数据不一致,甚至完全无法找到准确的原始设计信息,难以得到与现场实际情况最接近的轴线,导致后续的隧道形变分析难以及进行。

发明内容

本申请实施例提供了一种盾构隧道中轴线拟合方法、系统、计算机及存储介质,以解决现有技术中因轴线设计信息与实际点云测量数据不一致,难以获取与现场实际情况最接近的隧道中轴线,无法准确进行后续隧道形变分析的技术问题。

第一方面,本申请实施例提供了一种盾构隧道中轴线拟合方法,包括以下步骤:

获取隧道的三维点云数据,以形成点云文件;

通过点云空间坐标的中位数评估所述点云文件,以获取所述点云文件的中心点集合;

拟合所述中心点集合,以获取拟合直线段;

通过所述拟合直线段将所述中心点集合分隔为左侧点集及右侧点集,分别拟合所述左侧点集及所述右侧点集,以获取初始中轴线;

对所述初始中轴线进行尖点过滤及轴线修复,以获取最终中轴线。

进一步地,所述通过点云空间坐标的中位数评估所述点云文件,以获取所述点云文件的中心点集合的步骤包括:

使用指定步长对所述点云文件沿X轴进行切片,以形成若干个点云切片;

获取所述点云切片中所有点的中心点pci的坐标:

pci(xci,yci,zci)=(median({x1,…,xk}),median({y1,…,yk}),

median({z1,…,zk}));

其中,xci、yci、zci分别为中心点的横、纵、竖坐标,x1,…,xk为点云切片内所有点的横坐标,y1,…,yk为点云切片内所有点的纵坐标,z1,…,zk为点云切片内所有点的竖坐标,median为计算机函数;

将若干个所述点云切片的中心点聚合为所述点云文件的中心点集合。

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