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[发明专利]一种基于扫描点云的双圆盾构隧道横径解算方法-CN201911172358.1有效
发明人：郭春生;高志强;程胜一;袁钊;王令文;刘蝶;徐艺文 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2019-11-26 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于扫描点云的双圆盾构隧道横径解算方法，所述解算方法包括如下步骤：S1、利用三维激光扫描技术获得双圆隧道点云，利用最小二乘算法分别对断面点云中的圆弧段和直线段点云进行拟合，得到其中一圆弧段的如下参数：圆心O坐标X0、Y0，圆半径r1，直线段参数A、B、C；S2、计算各个圆弧段圆心O到D型管片侧壁之间的垂直距离d1；S3、计算当前双圆盾构隧道单侧隧道的隧道横径R1＝r1+d1；S4、重复步骤S1‑S3，得到另一侧隧道的横径R2；S5、计算出整个双圆盾构隧道横径R＝R1+R2+Δd，其中Δd为D型管片的厚度。本发明创新性的提出利用三维激光扫描技术来普查双圆盾构隧道横径，无需人工布点，精确率高。
一种基于扫描盾构隧道横径解算方法

[发明专利]基于深度学习的隧道表观病害类型及等级判别方法-CN202110822214.7有效
发明人：郭春生;王维;刘蝶;王吉;王令文;高志强;程胜一 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2021-07-21 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的隧道表观病害类型及等级判别方法，包括以下步骤：（1）采用搭载三维激光扫描仪的装置采集隧道区间影像；（2）将由人工在隧道巡检过程中确认过类别和程度的病害，在隧道区间影像上标注出位置和范围；按照病害范围截取具备病害类别和程度信息的病害影像作为样本，建立数据集；（3）将所述数据集中的病害类别标签和病害程度标签进行离散化处理，将所述数据集中的样本划分为训练集和测试集；（4）构建深度学习识别模型，利用训练集来学习识别病害类型和病害程度。本发明的优点是：以隧道三维激光扫描影像为数据源，并卷积神经网络的判别模型，实现隧道病害类别和程度自动判别。
基于深度学习隧道表观病害类型等级判别方法

[发明专利]一种测量控制网优化设计方法-CN202110727409.3有效
发明人：郭春生;王维;王吉;刘飞;张姗姗;程胜一 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2021-06-29 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： G06F30/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种测量控制网优化设计方法，包括以下步骤：（1）确定控制网的设计边界，将控制网中各控制点的坐标解和连接解转换成二进制编码；（2）按照控制网中设置的各控制点的坐标范围以及各控制点之间可能的连接关系，随机生成若干不同的控制网网型并转换成二进制编码以形成控制网网型种群；（3）计算各种群个体的适应度Fi；（4）生成子代种群；（5）满足以下任意两个条件则程序终止，否则回到步骤（3）；条件1：迭代数大于设置最大迭代数，最大迭代数设置为100‑300之间；条件2：种群个体的平均适应度变化小于阈值0.0000001。本发明的优点是：基于遗传算法的测量控制网优化设计方法，取代人工反复设计、计算的过程，实现高精度控制网的优化设计。
一种测量控制优化设计方法

[发明专利]一种基于CPIII控制点的隧道移动激光扫描点云坐标纠正方法-CN202110992825.6在审
发明人：王令文;高志强;郭春生;程胜一;刘飞;卢其栋;王维 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2021-08-27 - 公布日： 2021-12-03 - 主分类号： G01C15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于CPIII控制点的隧道移动激光扫描点云坐标纠正方法，包括通过移动激光扫描系统的扫描仪采集隧道原始的点云集P0；通过移动激光扫描系统的惯性测量单元采集扫描仪中心的位置数据集L0；分别对点云集P0和位置数据集L0进行切割分段处理，将得到的两区段根据时间基准进行融合，得到惯导坐标系下的隧道的点云集；在点云集中识别CPIII控制点的测量标志坐标，根据已知的CPIII控制点在隧道坐标系的坐标，通过转换模型求得惯导坐标系和隧道坐标系的转换参数；根据惯导坐标系和隧道坐标系的转换参数，得到隧道坐标系下的点云集；整合所有的点云集，得到区段点云集Ptunnel。
一种基于 cpiii 控制隧道移动激光扫描坐标纠正方法

[实用新型]用于大跨度桥梁三维扫描控制测量的控制标靶-CN202120293298.5有效
发明人：郭春生;程胜一;王令文;张方;谢海燕;赵瑞杰 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2021-02-02 - 公布日： 2021-11-02 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于大跨度桥梁三维扫描控制测量的控制标靶，其包括360度棱镜、球形标靶以及三角基座；360度棱镜的顶部设置有一个经过其棱镜中心且沿竖直方向设置的螺杆；360度棱镜的底部设置有三个连接杆；球形标靶开设有一个经过其球心的连接孔；球形标靶通过该连接孔与螺杆的顶部连接；三角基座的上表面具有用于和连接杆相连的连接机构，三角基座具有调平机构；通过调平机构将三角基座的上表面调节至水平时，球形标靶的球心与360度棱镜的棱镜中心在同一条铅垂线上。球形标靶与360度棱镜采用铅垂线方向的串列式布局，使得坐标系的转换更加简单，还可减少水平观测方向上球形标靶与360度棱镜在某些角度下相互遮挡的问题，减少了观测死角。
用于跨度桥梁三维扫描控制测量

[发明专利]隧道附属物几何特征测量方法-CN201711142981.3有效
发明人：高志强;郭春生;程胜一;刘蝶;王令文;许正文 -专利权人：上海勘察设计研究院(集团)有限公司
申请日： 2017-11-17 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提供一种隧道附属物几何特征测量方法，包括步骤：S1：利用移动激光扫描装置获取目标隧道的激光点云数据；S2：根据激光点云数据生成隧道平面影像，并建立隧道平面影像上的各点所对应的坐标公式；S3：测量隧道平面影像上目标点的平面坐标；S4：根据坐标公式获得目标点的行列号信息；S5：根据目标点的激光点云数据获得目标点的三维坐标；S6：重复步骤S3～S5获得多个所需的目标点的三维坐标，并根据三维坐标计算任意两目标点间的距离。本发明的一种隧道附属物几何特征测量方法，可对隧道附属物的位置、尺寸和距离等特征进行快速测量，具有测量效率高和节约人力成本的优点。
隧道附属物几何特征测量方法

[发明专利]一种隧道表观病害图像识别的方法-CN201911131351.5在审
发明人：郭春生;刘蝶;程胜一;王维;王吉;袁钊;徐艺文 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2019-11-19 - 公布日： 2020-03-24 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道表观病害图像识别的方法，解决了目前人工检测工作量大且易干扰检测结果的弊端，其技术方案要点是包括有以下步骤：获取若干隧道影像并进行隧道表观病害标记，形成标记样本；搭建识别模型，通过标记样本对识别模型进行训练、测试；识别模型的图像分类模型对输入的隧道影像进行识别，根据是否存在表观病害进行分类；识别模型的图像分割模型对图像分类模型判断存在表观病害的隧道影像进行分割，并对表观病害存在的类别进行预测识别，输出病害识别结果；存储病害识别结果，本发明的一种隧道表观病害图像识别的方法，能够快速并且高效的进行隧道表观病害的预测识别，受人为干扰因素小，预测识别快速且精度高。
一种隧道表观病害图像识别方法

[实用新型]一种用于点云配准的新型标靶-CN201821945318.7有效
发明人：郭春生;王令文;张方;王昊宇;程胜一 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2018-11-24 - 公布日： 2019-06-11 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于点云配准的新型标靶，该新型标靶包括至少三块相交于固定交点的反光板，所述反光板固定连接于支架内，所述支架的两侧通过支架转轴可旋转式连接于支架承座的两个端部，所述支架承座通过连接柱与底座相连，所述连接柱的中轴线（ vv’）和所述支架转轴的中轴线（ll’）的交点与所述固定交点重合；该提取算法通过对点云数据进行平面拟合，然后去除偏差过大的异常点，最后联立反光板所在平面的平面方程求得所述固定交点。本实用新型的优点是：标靶布设灵活简单，适用于任意方向的观测，可放置在地面等平面上；可提供较大的扫描范围，当标靶离激光扫描仪距离较远时精度损失较少，有利于提高整个测区的配准精度。
标靶反光板配准本实用新型支架承座支架转轴连接柱中轴线点云支架可旋转式连接激光扫描仪点云数据精度损失平面方程平面拟合所在平面提取算法异常点布设重合底座去除相交观测扫描灵活

[发明专利]圆形盾构通缝隧道管片相邻分块的相对转动评价方法-CN201811559245.2在审
发明人：袁钊;高志强;程胜一;王令文;雷丹;王吉 -专利权人：上海勘察设计研究院(集团)有限公司
申请日： 2018-12-19 - 公布日： 2019-05-03 - 主分类号： E21D11/08 文献下载
摘要：本发明提供一种圆形盾构通缝隧道管片相邻分块的相对转动评价方法，包括步骤：S1：通过三维激光扫描设备采集获得一目标隧道的点云数据；S2：利用所述点云数据进行管片拟合，将所述目标隧道划分为多个弧段；S3：计算相邻两所述弧段的两圆心与两该弧段交点之间形成的一夹角；S4：将所述夹角作为所述目标隧道的管片相邻弧段相对转动的评价指标。本发明的一种圆形盾构通缝隧道管片相邻分块的相对转动评价方法，可直接测量圆形盾构通缝隧道管片结构变形导致的外侧张开，为研究圆形盾构通缝隧道结构安全评估提供了评价依据。
盾构通缝隧道管片分块弧段点云数据隧道管片三维激光扫描隧道管片结构圆心安全评估评价指标设备采集隧道结构相邻弧段直接测量拟合变形张开研究

[发明专利]基于盾构隧道影像的管片接缝位置自动识别方法-CN201811566725.1在审
发明人：刘蝶;王维;程胜一;张幸铖;王令文;刘飞 -专利权人：上海勘察设计研究院(集团)有限公司
申请日： 2018-12-19 - 公布日： 2019-05-03 - 主分类号： G06T7/11 文献下载
摘要：本发明提供一种基于盾构隧道影像的管片接缝位置自动识别方法，包括步骤：S1：采集隧道的隧道影像并将隧道影像划分为一训练集和一测试集；S2：构建基于全卷积神经网络的一图像语义分割模型；S3：利用训练集训练图像语义分割模型，获得一训练后模型；S4：利用测试集测试训练后模型，根据测试结果判断是否继续训练；S5：采集隧道影像获得至少一待预测隧道影像，并利用训练后模型获得待预测隧道影像的预测结果；S6：根据预测结果获得待预测隧道影像的管片接缝信息；S7：保存管片接缝信息。本发明的一种基于盾构隧道影像的管片接缝位置自动识别方法可实现对管片接缝位置的自动识别和提取，具有效率高和精度高的优点。
影像管片接缝隧道自动识别盾构隧道预测结果测试集训练集预测卷积神经网络采集分割模型模型获得图像语义训练图像影像获得语义分割构建测试保存

[发明专利]一种用于点云配准的新型标靶及其提取算法-CN201811411265.5在审
发明人：郭春生;王令文;张方;王昊宇;程胜一 -专利权人：上海勘察设计研究院（集团）有限公司
申请日： 2018-11-24 - 公布日： 2019-02-12 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于点云配准的新型标靶及其提取算法，该新型标靶包括至少三块相交于固定交点的反光板，所述反光板固定连接于支架内，所述支架的两侧通过支架转轴可旋转式连接于支架承座的两个端部，所述支架承座通过连接柱与底座相连，所述连接柱的中轴线（）和所述支架转轴的中轴线（）的交点与所述固定交点重合；该提取算法通过对点云数据进行平面拟合，然后去除偏差过大的异常点，最后联立反光板所在平面的平面方程求得所述固定交点。本发明的优点是：标靶布设灵活简单，适用于任意方向的观测，可放置在地面等平面上；可提供较大的扫描范围，当标靶离激光扫描仪距离较远时精度损失较少，有利于提高整个测区的配准精度。
标靶提取算法反光板配准支架承座支架转轴连接柱中轴线点云支架可旋转式连接激光扫描仪点云数据精度损失平面方程平面拟合所在平面异常点布设重合底座去除相交观测扫描灵活

[发明专利]一种基于衬砌断面几何特征移动扫描数据里程定位方法-CN201610610103.9有效
发明人：许正文;程胜一;王令文;郭春生 -专利权人：上海岩土工程勘察设计研究院有限公司
申请日： 2016-07-29 - 公布日： 2018-12-25 - 主分类号： G01B11/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于衬砌断面几何特征移动扫描数据里程定位方法，其包括以下步骤：1)扫描装置沿隧道轴线的方向移动，在移动的过程中所述扫描装置间隔预定时间对所述隧道的横断面进行扫描；2)使用多个所述隧道横断面的扫描数据估算所述扫描装置在预定时间内的移动距离；3)在所述扫描装置每次完成所述隧道横断面的扫描后，将移动距离累加至所述扫描装置的里程数据。本发明的优点是，根据扫描装置的扫描结果可以精确的获取扫描装置的里程数据，解决了现有技术中里程传感器的精度受隧道曲率等因素影响精度不足的问题。
一种基于衬砌断面几何特征移动扫描数据里程定位方法

[发明专利]一种三维激光扫描仪固定机构、地铁隧道采集系统及方法-CN201711392226.0在审
发明人： 程胜一;高志强;王令文;许正文;刘蝶;徐艺文 -专利权人：上海岩土工程勘察设计研究院有限公司
申请日： 2017-12-21 - 公布日： 2018-04-20 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提供一种三维激光扫描仪固定机构、地铁隧道采集系统及方法，地铁隧道采集系统包括三维激光扫描仪固定机构、轨道车模块、距离传感器、RFID读写器和上位机；三维激光扫描仪连续采集隧道环片的点云数据，距离传感器实时采集里程数据传输给所述上位机，所述RFID读写器实时返回读写的所述RFID智能标签信号给所述上位机，由所述上位机完成多源数据融合和保存。本发明解决了三维激光扫描仪在断面扫描模式下自动马达不能锁死的问题，避免了误操作对扫描仪的损伤。通过匀速的轨道车和三维激光扫描仪两个模块的集成设计提高了采集数据的质量，实现了隧道变形数据及病害信息的自动化采集，降低了人工成本，提高了检测效率。
一种三维激光扫描仪固定机构地铁隧道采集系统方法

[发明专利]基于三维扫描技术提取盾构隧道错缝错台量的方法-CN201410726695.1有效
发明人：郭春生;袁钊;付和宽;侯敬宗;程胜一;孙俊;褚平进 -专利权人：上海岩土工程勘察设计研究院有限公司
申请日： 2014-12-04 - 公布日： 2017-11-24 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于三维扫描技术提取盾构隧道错缝错台量的方法，该方法包括如下步骤根据三维激光扫描获取的隧道内壁正射影像提取相邻管片之间的纵缝位置信息，垂直于隧道衬砌环的中心轴线设置切面S，并提取相邻管片纵缝切面S两侧ε/2距离范围内的隧道衬砌环点集P1、P2；分别将所述切面S两侧的所述点集P1、P2投影到切面S上获得两个断面切片；对所述断面切片上的圆弧分弧段进行数据检查，剔除粗差点后将两个所述断面切片上的圆弧进行拟合，计算所述纵缝处相邻弧段沿半径方向的错开量，该错开量即为相邻所述管片纵缝两侧的错台量。本发明的优点是，错台量提取精度和效率较高。
基于三维扫描技术提取盾构隧道错缝错台量方法

[实用新型]一种用于安装设备的可调节支架-CN201620811697.5有效
发明人：王昊宇;刘飞;程胜一;袁钊 -专利权人：上海岩土工程勘察设计研究院有限公司
申请日： 2016-07-29 - 公布日： 2017-02-22 - 主分类号： G01B11/16 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于安装设备的可调节支架，其特征在于所述可调节支架包括面板以及支撑所述面板的可伸缩斜支撑，所述可伸缩斜支撑的上端铰接于所述安装面板下表面。本实用新型的优点是，（1）对支架的待安装面表面形状要求较低，调节方便，适用性强；（2）支架安装时，减少调整支架姿态的时间，提高安装效率，而且通过调节斜支撑的长度能够为所支撑设备提供满意的安装效果；（3）当支架所处安装面发生形变导致支架所支撑设备姿态发生变化时，能够通过调节支撑及时调整和恢复设备姿态。
一种用于安装设备调节支架

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