【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道工程，尤其是指一种隧道三维建模方法。
技术介绍
1、铁路隧道在使用过程中需要定期的巡检和维护，以及时处理隧道裂缝、渗水、涂料剥落、腐蚀及检修道破损等隧道的各类病害，以保证行车安全，延长隧道的使用寿命。传统的方法是基于二维地图和实物模型的呈现方式已经很难满足需求，人们更希望通过更加直观的形式反映铁路隧道的实际情况，为检测维修人员提供更加直观的决策依据。所以，隧道三维建模技术日益受到重视，可提供更为直观的三维可视化隧道地质模型，更全面分析隧道的各类病害状态。
2、对隧道建模时，需要获取隧道的坐标数据信息，再将采集到的隧道轮廓信息进行建模处理。目前，大部分采用惯导仪对运动的扫描仪进行坐标位置信息获取，扫描仪在隧道中运动时，将隧道全部扫描一遍，从而测得隧道轮廓的所有坐标信息。采用这种方法存在以下不足：
3、1、通过惯导仪在运动过程中实时扫描扫描仪的坐标信息，其累计误差大，导致整个隧道轮廓的所有坐标信息偏差较大，导致隧道建模后精度低；
4、2、采用扫描仪扫描隧道全部轮廓位置信息，不仅进一步增加了累计误差，还导致获得的数据信息量大，数据传输和处理都很费时，导致整体建模的效率低下。
5、针对上述现有隧道建模方法的不足，以及隧道巡检和维护工作的紧迫性，亟需提供一种解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提供一种建模效率高和建模后隧道轮廓精度高的隧道三维建模方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采
3、本专利技术提供一种隧道三维建模方法，包括如下步骤：
4、s1：隧道数据获取：
5、s11：根据待建模隧道中轨道坐标，确定隧道横截面上扫描仪坐标，该扫描仪坐标设定为隧道横截面坐标原点，从而得到横截面坐标原点轨迹线；
6、s12：在横截面坐标原点轨迹线上设置扫描间距；
7、s13：扫描仪沿着横截面坐标原点轨迹线移动，在设定的扫描间距上扫描，得到n个隧道横截面轮廓坐标数据(n≥1，n为常数)；
8、s2：隧道模型构建：
9、s21：确定隧道整体坐标系；
10、s22：把每一个截面扫描所获得的轮廓坐标数据换算为整体坐标数据；
11、s23：经过换算得到在整体坐标系中所有轮廓坐标系数据；
12、s24：搜索相邻轮廓对应点，构建三角形面，以形成整个隧道轮廓的三维模型；
13、s3：隧道模型蒙皮：
14、s31：用成像模块获得的高清图像定位蒙皮步骤s24中构建的三维模型，从而得到高清隧道三维轮廓。
15、优选的，在步骤s11中，所述轨道设有左轨道和右轨道，左轨道坐标为(xn左、yn左、zn左)，右轨道坐标为(xn右、yn右、zn右)；
16、隧道横截面坐标原点的坐标为(xn0、yn0、zn0)；
17、通过简化公式计算，则：
18、zn0＝1/2(zn左+zn右)；
19、xn0＝1/2(xn左+xn右)+a；
20、yn0＝1/2(yn左+yn右)+h；
21、其中，n、a和h均为常数；a为隧道横截面坐标原点的偏移量；h为扫描仪的安装高度。
22、优选的，在步骤s22中，轮廓坐标为(xn、yn、zn)，整体坐标为(x、y、z)，把轮廓坐标换算为整体坐标的简化公式为：
23、x＝xn-xn0；y＝yn-yn0；z＝zn-zn0；其中，n为常数。
24、本专利技术的有益效果：
25、本专利技术提供一种隧道三维建模方法，其通过计算直接确定横截面坐标原点轨迹线，扫描仪沿着该横截面坐标原点轨迹线移动进行扫描，从而有效避免了现有技术中采用惯导仪实时扫描生产累计误差的问题，提高数据获取的精度；通过换算得到所有轮廓坐标系数据，使得轮廓坐标系数据误差小，轮廓信息精度高，从而提高隧道建模后的轮廓精度。设置适当的扫描间距，获取扫描间距上n个隧道横截面轮廓坐标数据，从而避免现有技术中扫描隧道全部轮廓位置信息而效率低下的问题，有利于提高扫描精度，减少数据获取和隧道建模的时间，提高了建模的效率。
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1.一种隧道三维建模方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种隧道三维建模方法，其特征在于：在步骤S11中，所述轨道设有左轨道和右轨道，左轨道坐标为(xn左、yn左、zn左)，右轨道坐标为(xn右、yn右、zn右)；
3.根据权利要求2所述的一种隧道三维建模方法，其特征在于：在步骤S22中，轮廓坐标为(xn、yn、zn)，整体坐标为(x、y、z)，把轮廓坐标换算为整体坐标的简化公式为：x＝xn-xn0；y＝yn-yn0；z＝zn-zn0；其中，n为常数。
【技术特征摘要】
1.一种隧道三维建模方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种隧道三维建模方法，其特征在于：在步骤s11中，所述轨道设有左轨道和右轨道，左轨道坐标为(xn左、yn左、zn左)，右轨道坐标为(xn右、yn右、zn右)；
【专利技术属性】
技术研发人员：陈翰新，任松，王明权，胡波，陈玉，屈英豪，涂馨月，
申请(专利权)人：重庆市测绘科学技术研究院重庆市地图编制中心，
类型：发明
国别省市：
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