[发明专利]隧道结构检测方法、装置和电子设备

权利要求书

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；

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；所述第一个管片为所述隧道的起始位置的第一个管片；所述第一个管片与所述第二个管片所在的位置沿采集系统推行方向相邻；

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。

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比较，得到所述当前管片的变形结果。

4.根据权利要求3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，对所述管片进行错台分析，得到所述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；所述第一管片和所述第二管片为相邻管片；

通过拟合圆的方式，获得所述第一管片的拟合结果与所述第二管片的拟合结果的共同圆心；

设置基准线，确定所述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；确定所述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；其中，所述基准线与所述隧道的设计直径保持一致；

根据预设的点云分区，计算所述分区内所述第一距离与第二距离的差值；将所述差值的中值，确定为所述分区的最优解；

若连续三个分区的最优解满足阈值，则确定所述第一管片和第二管片存在错台现象。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述图像信息中像素的距离信息；根据所述距离信息得到所述点云数据对应的深度图；

生成所述隧道结构的点云数据对应的深度图。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述灰度图、所述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。