[发明专利]隧道断面变形监测方法及相关装置

权利要求书

1.一种隧道断面变形监测方法，其特征在于，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，所述至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，所述方法包括：

通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量；

通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，所述多个初始断面变形量集合与所述多个待测点一一对应，所述多个待测点处于待测隧道的作业范围内；

根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，所述多个最终断面变形量集合与所述多个初始断面变形量集合一一对应；

其中，所述至少一个相机观测站的数量为N，所述N为大于1的整数，所述通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量，包括：

通过N个基准传递相机包括的N个相机观测(N-1)个标志单元，得到所述N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵，所述初始刚体变换矩阵包括旋转矩阵和平移向量；

获取目标基准传递相机，所述目标基准传递相机为所述N个基准传递相机中的任意一个；

根据所述N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵和预存的刚体变换关系公式获得所述目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵，所述每个基准传递相机为所述N个基准传递相机中的任意一个；

根据所述目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵获得所述每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量，以及将所述每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量确定为所述每个相机观测站的晃动量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量相机阵列包括多个测量相机，所述多个测量相机的焦距各不相同，所述多个测量相机与所述多个待测点一一对应；所述基准传递相机包括相机和标志单元；所述测量相机阵列满足所述测量相机阵列所处相机观测站的第一前提条件；所述基准传递相机满足所述基准传递相机所处相机观测站的第二前提条件；

其中，所述第一前提条件包括所述多个测量相机中的每个测量相机相对于其对应的待测点的放大倍数、所述每个测量相机与其对应的待测点的水平距离、所述每个测量相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数；

所述第二前提条件包括所述相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数、所述标志单元相对于其所处相机观测站的位置姿态参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，包括：

通过每个测量相机对预设待测点集合进行亚像素定位，得到所述每个测量相机对应的待测点，所述每个测量相机为所述每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机中的测量相机；

通过所述每个测量相机对其对应的待测点进行断面变形跟踪测量，得到所述每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量，以及将所述每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量确定为所述每个测量相机对应的初始断面变形量集合；

将所述每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机对应的所有初始断面变形量集合确定为所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合。