隧道结构检测方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种隧道结构检测方法、装置和电子设备，包括：获取隧道结构的点云数据；生成隧道结构的点云数据对应的灰度图；根据灰度图识别隧道中的管片，得到管片的位置信息；根据管片的位置信息和点云数据，对管片进行拟合分析和错台分析，得到隧道的结构检测结果。该方式中，通过对点云数据进行处理，识别隧道中的管片，并对管片进行拟合分析和错台分析，能够准确的检测隧道结构的变形程度，提高隧道结构变形检测的准确性和实用性。

Tunnel structure inspection methods, devices and electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
隧道结构检测方法、装置和电子设备
本专利技术涉及隧道结构检测
，尤其是涉及一种隧道结构检测方法、装置和电子设备。
技术介绍
隧道结构变形检测主要是为了了解围岩和建筑物结构内部的变形发展规律，目前大多用于隧道结构变形检测的测量方法，只局限于隧道断面的收敛变形的检测，检测结果误差较大，因而对不良病害的形状、大小、空间、形态等难以提供更为准确的信息，也无法评价病害的危害程度，隧道结构变形检测的准确性和实用性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种隧道结构检测方法、装置和电子设备，能够准确的检测隧道结构的变形程度，提高隧道结构变形检测的准确性和实用性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种隧道结构检测方法，该方法包括：获取隧道结构的点云数据；生成隧道结构的点云数据对应的灰度图；根据灰度图识别隧道中的管片，得到管片的位置信息；根据管片的位置信息和点云数据，对管片进行拟合分析和错台分析，得到隧道的结构检测结果。进一步的，生成隧道结构的点云数据对应的灰度图的步骤，包括：将点云数据进行分段，得到多个分段点云数据；根据分段点云数据，通过拟合圆的方式，得到分段点云数据的拟合中心；根据预设的图像分辨率、预设的图像大小、分段点云数据的拟合中心和分段点云数据的坐标信息，得到分段点云数据对应的初始图像信息；通过像素邻域插值的方式，对初始图像信息进行插值处理，得到图像信息；根据图像信息，生成对应的灰度图。进一步的，根据灰度图识别隧道中的管片，得到管片的位置信息的步骤，包括：根据预设的管片宽度，对管片的位置信息进行初步采样，得到灰度图的采样区间；将灰度图的采样区间进行梯度化和二值化处理，得到管片的二值化值和管片缝的位置信息；根据管片的二值化值和管片缝的位置信息，识别隧道中的第二个管片；利用管片距离推算的方式，确定第一个管片的位置信息；通过预设精度采样的方式，获得除第一个管片以外的每个管片的位置信息。进一步的，根据管片的位置信息和点云数据，对管片进行拟合分析，得到隧道的结构检测结果的步骤，包括：针对每个管片，获取当前管片的多帧点云数据；根据多帧点云数据的密度信息或距离信息，并通过拟合的方式，过滤多帧点云数据；对多帧点云数据进行最小二乘法求解，获得多个拟合信息；其中，拟合信息包括水平轴；将多个水平轴的中值作为拟合结果的最优解；根据最优解，确定最优点云数据；根据拟合结果的最优解和最优点云数据，重新拟合最优点云数据，得到当前管片的拟合结果；其中，拟合结果包括水平轴、长轴和偏转角；将水平轴、长轴、偏转角与实际设计值进行比较，得到当前管片的变形结果。进一步的，根据管片的位置信息和点云数据，对管片进行错台分析，得到隧道的结构检测结果的步骤，包括：获取第一管片和第二管片的拟合结果；第一管片和第二管片为相邻管片；通过拟合圆的方式，获得第一管片拟合结果与第二管片拟合结果的共同圆心；设置基准线，确定第一管片的拟合结果的点云距离基准线的距离，得到第一距离；确定第二管片的拟合结果的点云距离基准线的距离，得到第二距离；根据预设的点云分区，计算分区内第一距离与第二距离的差值；将差值的中值，确定为分区的最优解；若连续三个分区的最优解满足阈值，则确定第一管片和第二管片存在错台现象。进一步的，该方法还包括：计算图像信息中像素的距离信息；根据距离信息得到点云数据对应的深度图；生成隧道结构的点云数据对应的深度图。进一步的，该方法还包括：根据灰度图、深度图和隧道结构的点云数据对应的三维图，检测隧道管片的脱落信息。进一步的，根据灰度图、深度图和三维图，检测隧道管片的脱落信息的步骤，包括：根据灰度图中各个区域的颜色、深度图中各个区域的深度或者根据三维图各个区域的凹陷情况，获取管片的脱落区域；根据管片的脱落区域，得到脱落区域的脱落信息。第二方面，本专利技术实施例提供了一种隧道结构检测装置，该装置包括：点云数据获取模块，用于获取隧道结构的点云数据；灰度图生成模块，用于生成隧道结构的点云数据对应的灰度图；位置信息确定模块，用于根据灰度图识别隧道中的管片，得到管片的位置信息；结果确定模块，用于根据管片的位置信息和点云数据，对管片进行拟合分析和错台分析，得到隧道的结构检测结果。第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行第一方面任一实施方式的隧道结构检测方法。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的一种隧道结构检测方法、装置和电子设备，获取隧道结构的点云数据；生成隧道结构的点云数据对应的灰度图；根据灰度图识别隧道中的管片，得到管片的位置信息；根据管片的位置信息和点云数据，对管片进行拟合分析和错台分析，得到隧道的结构检测结果。该方式中，通过对点云数据进行处理，识别隧道中的管片，并对管片进行拟合分析和错台分析，能够准确的检测隧道结构的变形程度，提高隧道结构变形检测的准确性和实用性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种隧道结构检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种数据采集工作的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种采集系统组合算法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种生成灰度图的流程图；图5为本专利技术实施例提供的一种隧道管片结构的灰度图；图6为本专利技术实施例提供的一种管片识别的流程图；图7为本专利技术实施例提供的一种管片的二值化图像；图8为本专利技术实施例提供的一种管片拟合分析方法的流程图；图9为本专利技术实施例提供的一种隧道结构内壁图；图10为本专利技术实施例提供的一种隧道结构内壁的二维图；图11为本专利技术实施例提供的一种隧道管片拟合结果示意图；图12为本专利技术实施例提供的一种管片错台分析方法的流程图；图13为本专利技术实施例提供的一种隧道管片错台分析结果图；图14为本专利技术实施例提供的一种生成深度图的流程图；图15为本专利技术实施例提供的一种检测隧道管片的脱落信息的方法流程图；图16为本专利技术实施例提供的一种隧道结构检测装置的结构示意图；图17为本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道结构检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取隧道结构的点云数据；/n生成所述隧道结构的点云数据对应的灰度图；/n根据所述灰度图识别所述隧道中的管片，得到所述管片的位置信息；/n根据所述管片的位置信息和所述点云数据，对所述管片进行拟合分析和错台分析，得到所述隧道的结构检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道结构检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取隧道结构的点云数据；
生成所述隧道结构的点云数据对应的灰度图；
根据所述灰度图识别所述隧道中的管片，得到所述管片的位置信息；
根据所述管片的位置信息和所述点云数据，对所述管片进行拟合分析和错台分析，得到所述隧道的结构检测结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述隧道结构的点云数据对应的灰度图的步骤，包括：
将所述点云数据进行分段，得到多个分段点云数据；
根据所述分段点云数据，通过拟合圆的方式，得到所述分段点云数据的拟合中心；
根据预设的图像分辨率、预设的图像大小、所述分段点云数据的拟合中心和所述分段点云数据的坐标信息，得到所述分段点云数据对应的初始图像信息；
通过像素邻域插值的方式，对所述初始图像信息进行插值处理，得到图像信息；
根据所述图像信息，生成对应的灰度图。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述灰度图识别所述隧道中的管片，得到所述管片的位置信息的步骤，包括：
根据预设的管片宽度，对所述管片的位置信息进行初步采样，得到所述灰度图的采样区间；
将所述灰度图的采样区间进行梯度化和二值化处理，得到所述管片的二值化值和管片缝的位置信息；
根据所述管片的二值化值和所述管片缝的位置信息，识别所述隧道中的第二个管片；
利用管片距离推算的方式，确定第一个管片的位置信息；
通过预设精度采样的方式，获得除所述第一个管片以外的每个管片的位置信息。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述管片的位置信息和所述点云数据，对所述管片进行拟合分析，得到所述隧道的结构检测结果的步骤，包括：
针对每个管片，获取当前管片的多帧点云数据；
根据所述多帧点云数据的密度信息或距离信息，并通过拟合的方式，过滤所述多帧点云数据；
对所述多帧点云数据进行最小二乘法求解，获得多个拟合信息；其中，所述拟合信息包括水平轴；
将多个所述水平轴的中值作为拟合结果的最优解；根据所述最优解，确定最优点云数据；
根据所述拟合结果的最优解和所述最优点云数据，重新拟合所述最优点云数据，得到所述当前管片的拟合结果；其中，所述拟合结果包括水平轴、长轴和偏转角；
将所述水平轴、所述长轴、所述偏转角与实际设计值进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清泉，毛庆洲，闫保芳，熊勇钢，唐超，李夏亮，李杨，余建伟，周宝定，来德辉，
申请(专利权)人：武汉汉宁轨道交通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42