[发明专利]基于3D激光扫描仪的隧道初支喷射混凝土厚度检测方法

说明书

本发明公开了一种基于3D激光扫描仪的隧道初支喷射混凝土厚度检测方法，包括：在待测量区域后方的隧道围岩上至少设置三个棋盘标靶板，且棋盘标靶板的中心点连接后形成一个平面；在隧道初支混凝土喷射前后，分别利用3D激光扫描仪对待测量区域进行测量，得到第一点云数据和第二点云数据；拼接第一点云数据和第二点云数据，然后在拼接生成的点云数据中提取得到喷射区域的第三点云数据；其中，拼接点云数据的定位基准为平面；利用标准点云数据对第三点云数据进行处理得到喷射混凝土厚度。3D激光扫描仪实现对隧道初支喷射混凝土进行自动检测，结合设计要求对喷射混凝土量进行对比，可根据检测结果对后续施工提供指导性建议，实现了智能化。

技术领域

本发明属于隧道喷射混凝土厚度检测技术领域，具体涉及一种基于3D激光扫描仪的隧道初支喷射混凝土厚度检测方法。

背景技术

目前，我国隧道初期支护大量使用喷锚支护方法，喷锚支护在初期支护中具有不需要模板，强度高，粘结力好，成本较低等优点，但由于缺少模板的限制，喷射的混凝土存在过量或不足的现象。为了提高施工质量、满足设计要求，需对隧道断面初期支护精确化施工提出更高要求，因此，对喷混厚度及体积的检测并根据检测结果指导施工显得尤为关键。近年来，随着3D激光扫描技术的日渐成熟，为开发一种基于3D扫描仪的隧道初期支护喷射混凝土厚度及体积等参数的检测方法打下了坚实基础。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于3D激光扫描仪的隧道初支喷射混凝土厚度检测方法。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于3D激光扫描仪的隧道初支喷射混凝土厚度检测方法，包括：

步骤(1)：在待测量区域后方的隧道围岩上至少设置三个棋盘标靶板，且所述棋盘标靶板的中心点连接后形成一个平面；

步骤(2)：在隧道初支混凝土喷射前后，分别利用3D激光扫描仪对待测量区域进行测量，得到第一点云数据和第二点云数据；

步骤(3)：拼接所述第一点云数据和第二点云数据，然后在拼接生成的点云数据中提取得到喷射区域的第三点云数据；其中，拼接所述点云数据的定位基准为所述平面；

步骤(4)：利用标准点云数据对所述第三点云数据进行处理得到喷射混凝土厚度；所述标准点云数据为根据设计图纸生成的隧道断面的点云数据。

进一步地，所述步骤(4)包括：

步骤(4.1)：根据所述第三点云数据与标准点云数据进行坐标轮换和轮廓拟合，得到第四点云数据；

步骤(4.2)：根据所述第四点云数据计算并得到所述喷射混凝土厚度。

进一步地，所述步骤(4.1)中，利用ICP算法及最小二乘法进行所述第三点云数据与标准点云数据的坐标轮换和轮廓拟合。

进一步地，所述步骤(4.2)中，利用弧形截面切割法对所述第四点云数据进行计算，得到所述喷射混凝土厚度。

本发明的有益效果：

1、本发明借助3D激光扫描技术，可实现站点自由设置，无接触，无损伤的对喷射混凝土进行扫描检测以获得其点云数据；通过对点云数据的分析处理，能够大大提高检测精度，缩短检测速度，降低检测成本，检测方法及操作也更加快捷高效，可以满足各种环境下的喷混厚度检测；

2、通过3D激光扫描仪实现对隧道初支喷射混凝土进行自动检测，结合设计要求对喷射混凝土量进行对比，可根据检测结果对后续施工提供指导性建议，实现了智能化，且不影响隧道的正常运营。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为棋盘标靶板的结构示意图；