[发明专利]一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法

权利要求书

1.一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：构建隧道框架，由隧道中轴线和横断面建立隧道设计表面模型，并根据隧道的长宽高建立空间坐标系；

S2：在隧道设计中轴线上设立轨道，将激光扫描仪放置在轨道上多次移动，并使得激光扫描仪从空间坐标系的基准点沿隧道中轴线移动；

S3：激光扫描仪在轨道上扫描隧道，并采集隧道不同Y轴坐标位置的点云数据；

S4：在Y轴坐每隔a段距离根据隧道的宽度和高度建立多个弧形网线，并根据点云在相邻两个弧形网线之间建立三角网格；

S5：根据多次采取的点云数据，对误差点云数据进行滤波去噪；

S6：快速选取不规则三角网格位置，删除该位置的弧形网线，并根据点云数据重新建立三角网格；

S7：将步骤S6中重新建立三角网格中的三角形顶点计算出，并根据三角形的顶点计算出三角形的倾斜角度；

S8：将步骤S7中的三角形定点的空间坐标配合基准点，最终计算出每个三角形的倾斜角度，即监测到的隧道变形量，通过计算的数据使得变形量可视。

2.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述空间坐标系以隧道前进的方向为Y轴，隧道剖面的方向为X轴，垂直方向为Z轴，建立的空间坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述步骤S2中激光扫描仪在轨道上往复移动，且移动次数为6次。

4.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述步骤S4中a为介于0.01米～0.1米之间的一个特定长度值。

5.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述步骤S5中，根据激光扫描仪多次移动采集的点云数据，去除单次误差造成采集的团状噪声和孤立点噪声点云，最后根据有序的点云数据取平均数，且滤波去噪方法为离散点的K邻域的方法。

6.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述步骤S7中将三角形的顶点根据步骤S1中的空间坐标系建立三角形的顶点坐标P＝(x₁,y₁,z₁)，且基准点坐标为O＝(0,0,0,)。

7.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述步骤S7和S8中根据三角形定点的空间坐标运用空间向量公式计算出三角形的倾斜角度以及三角形的内角。

8.根据权利要求1所述的一种基于网格投影点云处理技术的隧道变形监测分析方法，其特征在于：所述步骤S6中不规则三角网格位置为多个三角形大小偏差较大且杂乱无章的位置。