The invention discloses a slope rock information extraction and 3D reconstruction method mainly comprises the following steps: acquiring 3D laser scanning point cloud data excavation slope; rock slope structure extraction surface geometric information by Ransac algorithm; the space geometry, Flood algorithm and Fill encoding method for extracting rock block is composed of a structure the classification of rock surface; reconstruction of three-dimensional digital model of rock block size and block size distribution were calculated and statistical information. The invention can automatically extract the information of rock mass excavation slope, reflect the degree of structural plane cutting block formation, overcome the manual measurement and time-consuming physical defects; can rock integrity evaluation according to the degree of rock block statistical information extraction, and provide the basis for the excavation slope supporting design.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于边坡工程
,具体涉及一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法。
技术介绍
开挖边坡揭露的岩石块体及开挖坡面岩体的完整性和稳定性评估对边坡的加固支护方案设计具有重要的意义。对于开挖边坡揭露的岩石块体,传统方法主要基于人工测量或建立随机结构面网络提取块体。由于开挖坡面结构面发育,由结构面组合形成的块体数量巨大,传统的人工测量方法无法统计开挖坡面所有岩石块体的块度分布,而且通常开挖边坡一个梯段的开挖高度达到15~20m,大多数结构面和结构面组合形成的块体人工无法测量;对于建立随机结构面网络提取块体的方法,由于输入的结构面是根据统计结果随机生成的,搜索得到的岩石块体并不能代表开挖坡面出现的真实块体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法,可以真实获取开挖坡面揭露的岩石块体形状和块度分布,克服了人工测量效率低、误差大、边坡坡面大多数部位无法直接测量的弊端,可为开挖边坡的支护设计提供依据。本专利技术的原理在于:采用三维激光扫描仪技术对边坡岩体露头面进行快速非接触测量,获取岩体露头面的空间三维坐标信息。利用Ransac算法提取岩体的结构面几何信息,采用空间几何、FloodFill算法与编码归类方法提取由结构面形成的岩石块体,并计算块体体积和统计块度分布。一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法,包括以下步骤:1)在待测量的开挖边坡坡面上布设不少于3个控制点,并记录控制点的全球坐标;2)获取开挖坡面的不同扫描角度的多幅激光扫描点云数据;3)通过控制点将获取的多幅点云数据拼接成一副完整的点云数据,并根据控制点将完整点云坐 ...
【技术保护点】
一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法,其特征在于,包含以下步骤:1)在待测量的开挖边坡坡面上布设不少于3个控制点,并记录控制点的全球坐标;2)获取开挖坡面的不同扫描角度的多幅激光扫描点云数据;3)通过控制点将获取的多幅点云数据拼接成一副完整的点云数据,并根据控制点将完整点云坐标转换到全球坐标下;4)采用Ransac算法提取岩体结构面几何信息,进而获取结构面的方程和结构面对应的点云数据;5)根据结构面方程计算两结构面相交的交线方程,通过结构面上的点和交线方程的关系判断两个结构面是否相邻且相交,并且通过结构面上的点和交线方程的关系删除不相邻的结构面;计算两个相邻且相交结构面的交线段两个端点坐标,然后通过编码归类方法将相邻且相交的结构面提取出来构成块体;6)将整个点云封闭,通过Flood Fill算法将封闭后的点云划分为内部和外部空间,内部充满Flood Fill填充点,外部没有点,通过判断块体内部是否有点来区分真实块体和虚假块体,仅保留真实块体;7)采用编码过滤方法检查并剔除重复计算的块体;8)重复步骤(5)‑(7),提取开挖坡面出现的所有真实岩石块体;9)在三维空间生成平面相交而成的三 ...
【技术特征摘要】
1.一种开挖边坡岩块信息提取与三维重构方法,其特征在于,包含以下步骤:1)在待测量的开挖边坡坡面上布设不少于3个控制点,并记录控制点的全球坐标;2)获取开挖坡面的不同扫描角度的多幅激光扫描点云数据;3)通过控制点将获取的多幅点云数据拼接成一副完整的点云数据,并根据控制点将完整点云坐标转换到全球坐标下;4)采用Ransac算法提取岩体结构面几何信息,进而获取结构面的方程和结构面对应的点云数据;5)根据结构面方程计算两结构面相交的交线方程,通过结构面上的点和交线方程的关系判断两个结构面是否相邻且相交,并且通过结构面上的点和...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜清辉,陈娜,金伟,孙金山,周创兵,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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