一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法技术

本发明专利技术涉及隧道工程技术领域，公开了一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法，即一方面可以根据前后测距之差及前后形变速率与预设阈值的比较结果，识别当前隧道内是否发生测距干扰事件，进而可采取舍弃无效测距结果及延迟测距方式来规避测距干扰影响，另一方面在变形计算中，通过引入与布置在隧道拱顶位置正下方的固定桩靶标对应的当前距离值，可以感知激光测距装置的安装位置——隧道拱顶位置的形变情况，进而可换算得到所有固定靶标在一个相对稳定的固定直角坐标系下的当前坐标，由此可以有效降低隧道形变测量误差，提高施工期隧道形变激光自动测量精度，保障隧道变形监测结果的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法
本专利技术属于隧道工程
，具体地涉及一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法。
技术介绍
我国隧道建设无论是从长度上还是里程上都在不断地刷新世界记录，随之而来的，就是隧道在施工期的安全问题，这其中，隧道变形问题较为突出。近年来，新奥法施工在我国的应用越来越多，隧道变形自动测量已成为隧道界关注的焦点之一，即随着激光测距技术与PLC(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)控制技术的发展，隧道变形激光自动测量技术走近人们的视野。目前，现有针对施工期隧道变形的激光自动测量技术，是将靶标安装在洞壁上，然后通过位于安装位置上的激光测距装置周期性地获取测距装置至靶标的激光测距结果，最后基于激光测距结果监测隧道变形情况。但是由于没有考虑施工期隧道内施工人员与机械车辆引起测量数据出错的问题和在爆破时因振动及紧邻爆破后烟尘大而导致影响测量精度的问题，以及现有变形计算方法是假定激光测距装置的安装位置为不变形点来计算隧道变形，但现实情况中整个隧道轮廓都在发生变形，因此会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法，其特征在于，包括有测距阶段和隧道变形计算阶段；/n所述测距阶段，针对在隧道横切面中布置在隧道拱顶位置正下方的固定桩靶标和间隔布置在隧道洞壁上的若干个洞壁靶标中的各个靶标，分别包括：/nS101.在所述隧道横切面中从水平位置开始旋转激光测距装置，直到旋转至与所述靶标对应的初始靶标对准角度，其中，所述激光测距装置布置在所述隧道横切面的隧道拱顶位置，所述初始靶标对准角度是指在布置所述靶标时，从水平位置开始旋转所述激光测距装置并使所述激光测距装置对准所述靶标的旋转角度；/nS102.通过所述激光测距装置采集获取从测距装置至靶标的当前距离值；/nS103...

【技术特征摘要】
1.一种提高施工期隧道形变激光自动测量精度的方法，其特征在于，包括有测距阶段和隧道变形计算阶段；
所述测距阶段，针对在隧道横切面中布置在隧道拱顶位置正下方的固定桩靶标和间隔布置在隧道洞壁上的若干个洞壁靶标中的各个靶标，分别包括：
S101.在所述隧道横切面中从水平位置开始旋转激光测距装置，直到旋转至与所述靶标对应的初始靶标对准角度，其中，所述激光测距装置布置在所述隧道横切面的隧道拱顶位置，所述初始靶标对准角度是指在布置所述靶标时，从水平位置开始旋转所述激光测距装置并使所述激光测距装置对准所述靶标的旋转角度；
S102.通过所述激光测距装置采集获取从测距装置至靶标的当前距离值；
S103.判断|G-F|是否小于或等于预设距离差阈值，其中，G表示所述当前距离值，F表示前次距离值，所述前次距离值是指针对所述靶标，在前次通过所述激光测距装置进行激光测距时记录的且从测距装置至靶标的距离值；
S104.若是，则进一步判断是否小于或等于预设形变速率阈值，否则舍弃所述当前距离值，并在等待第一预设时长后返回执行步骤S102，其中，tG表示与所述当前距离值对应的测量时刻，tF表示与所述前次距离值对应的测量时刻；
S105.若是，则记录所述当前距离值，否则舍弃所述当前距离值；
所述隧道变形计算阶段，包括：
S201.针对所述洞壁靶标，根据对应的所述初始靶标对准角度和所述当前距离值，计算得到所述洞壁靶标在相对直角坐标系中的当前坐标，其中，所述相对直角坐标系是指在所述隧道横切面中以所述隧道拱顶位置为原点的二维直角坐标系；
S202.根据所述洞壁靶标在所述相对直角坐标系中的当前坐标和与所述固定桩靶标对应的所述当前距离值，换算得到所述洞壁靶标在固定直角坐标系中的当前坐标，其中，所述固定直角坐标系是指在所述隧道横切面中以所述固定桩靶标为原点的二维直角坐标系；
S203.根据所有洞壁靶标在所述固定直角坐标系中的当前坐标，拟合得到反映隧道形变情况的隧道轮廓变形图。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测距阶段还包括：
S301.启动进入唤醒模式；
S302.获取来自加速度传感器的当前加速度值，其中，所述加速度传感器布置在所述激光测距装置的安装位置；
S303.判断所述当前加速度值是否小于或等于第一预设加速度阈值；
S304.若是，则在测量时刻到达时针对所述固定桩靶标和所述若干个洞壁靶标中的各个靶标，分别执行步骤S101～S105，否则进入睡眠模式，并在等待第二预设时长后返回执行步骤S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天斌，范俊奇，孙国松，孔福利，周伟，郭鹏，朱星，徐景茂，孟陆波，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所，成都理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41