一种隧道断面形变分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种隧道断面形变分析方法，方法包括：采集隧道断面信息，以获取点云数据集；将待检测隧道断面在不同时期采集的点云数据集进行分析和对比，以确定待检测隧道断面的形变趋势。由此，可以将隧道不同时期的断面信息进行可视化展示，通过点云数据集的对比确定断面的变形情况，整体且全面地检测隧道断面随时间变化的趋势，且本申请的测量精度较高，测量方法较为简单便于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道断面形变分析方法及装置
本专利技术涉及隧道检测
，具体而言，涉及一种隧道断面形变分析方法及装置。
技术介绍
随着城市化水平的不断提高，城市人口也迅速增加，造成了交通拥挤、环境污染等一系列问题。城市地铁作为一种缓解城市交通拥挤压力的工具，得到了迅速的发展。由于城市地铁线路一般都会穿过主要的干道和人口众多的中心地区，在地铁的施工过程中会引起地下隧道本身、管线及周边建筑物的变形。同时，地铁在运行过程中由于土体本身的性质、地下水以及地面建筑物对隧道的荷载所引起的垂直位移、水平位移、裂缝等变形，在有些地段变形可能会很明显，如果不及时的进行变形监测，并对监测数据进行分析，则会造成难以想象的严重后果。变形监测方案的制定与实施是进行变形预测的前提条件，是整个过程信息化的重要环节，对变形预测有着重大的影响，而制定一个合理的监测方案是地铁建设进行正常、有序施工的重要条件，也为类似工程的建设提供经验，避免风险和事故的发生。由于地铁运营阶段因时间跨度大、影响因素复杂、灾害社会影响大，因此对地铁施工进行变形监测必须是长期的，且是连续的。其中，城市地下铁道地铁断面变形监测是一项十分重要及复杂的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道断面形变分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，采集隧道断面信息，以获取点云数据集；步骤2，将待检测隧道断面在不同时期采集的点云数据集进行分析和对比，以确定所述待检测隧道断面的形变趋势。

【技术特征摘要】
1.一种隧道断面形变分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，采集隧道断面信息，以获取点云数据集；步骤2，将待检测隧道断面在不同时期采集的点云数据集进行分析和对比，以确定所述待检测隧道断面的形变趋势。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：步骤11，通过三维激光扫描仪对不同时期的同一待检测隧道断面进行扫描的方式，采集隧道断面信息；根据所述隧道断面信息获取两个时期的点云数据集P1以及P2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：步骤21，对两个时期的点云数据集在各自的坐标系中分别进行圆拟合，以分别确定两个点云数据集的圆心；步骤22，将两个点云数据集置于同一坐标系下，然后将圆心重合，以对两个点云数据集进行第一配准；步骤23，根据迭代最近点ICP算法对第一配准后的两个点云数据集进行第二配准；步骤24，随机选定其中一期点云数据集作为基准点云数据集，利用近似最近邻算法ANN在另一期点云数据集中，分别确定每个基准点的对应点；步骤25，分析每对基准点与对应点的关系，以确定所述待检测隧道断面的形变趋势；其中，所述基准点为所述基准点云数据集中的点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤21，具体包括：根据最小二乘法对两个时期的点云数据集在各自的坐标系中分别进行圆拟合。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤23包括：步骤231，计算点云数据集P2中的每一个点在点云数据集P1中的对应邻近点，以获取第一组N个对应点对；步骤232，确定使得第一组N个对应点对的距离和最小的平移参数和旋转参数其中，所述平移参数和所述旋转参数为刚体变换中的参数；步骤233，当第一组N个对应点对的距离和大于或等于预设距离时，根据所述点云数据集P2、所述平移参数和所述旋转参数确定点云数据集P′2；计算点云数据集P′2中的每一个点在点云数据集P1中的对应邻近点，以获取第二组N个对应点对；步骤234，当第二组N个对应点对的距离和大于或等于所述预设距离时，重新确定新的点云数据集并进行迭代计算，直至第i组的对应点对的距离小于预设距离。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤231，具体包括：根据预设条件，且利用KD-tree结构在P1中确定P2的每一个点的对应临近点，组成对应点对集合{(P1，i，P2，i|i＝1，2，…，N)}；其中，预设条件为：ε(P1，P2)min(d2(P1，iP2...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊，刘树亚，韩乾，易程，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32