為快速、準確獲取施工隧道初期支護整體及局部變形信息,基于計算機視覺算法獲取的隧道初期支護圖像稀疏點云和密集點云數(shù)據(jù),結(jié)合基于Hausdorff距離的整體模型和基于最小二乘擬合平面的局部模型各自的特點,提出將兩者相結(jié)合的圖像點云空間測距算法。該方法可為每個點保留整體模型和局部模型分別計算的距離值中的較小值,解決前者對點云密度要求高以及后者局部擬合平面存在較大偏差問題,實現(xiàn)多期隧道圖像點云直接比較分析,簡化計算步驟和后處理過程,提高隧道初期支護變形監(jiān)測速率和精度。通過對云南香麗高速公路白巖子隧道進口左線ZK61+990～+994段初期支護整體變形的監(jiān)測分析,結(jié)果表明:該技術(shù)能直觀、可視化反映隧道初期支護整體變形情況,計算結(jié)果準確、可靠。

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【部分圖文】：

圖1圖像采集裝置

隧道初期支護圖像采集質(zhì)量是后期數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵,也是獲得良好三維圖像點云效果的基礎(chǔ)。圖像采集設(shè)備主要有普通單反相機、外置閃光燈、控制點標定板(見圖1)。具體步驟如下:

圖2圖像重疊要求

3)圖像拍攝原則。圖像應(yīng)完全覆蓋拍攝物體表面;相鄰圖像具有足夠的重疊,重疊度盡量大于50%(見圖2);相機鏡頭與隧道表面垂直拍攝(見圖3)。圖3鏡頭與隧道表面位置關(guān)系

圖3鏡頭與隧道表面位置關(guān)系

圖2圖像重疊要求4)圖像拍攝方法。以隧道中心軸線作為拍攝基線,按照先環(huán)向后縱向進行拍攝。拍攝過程中,縱向移動間距為1.5～2.0m,環(huán)向在180°范圍內(nèi),建議拍攝18張圖像,每10°拍攝1張,可適當加密(見圖4)。圖4中,箭頭表示環(huán)向三維采集,其中A為圖像采集基線上的相機位置。

圖6兩點云之間距離

對于高密度的點云數(shù)據(jù),計算2期點云之間距離采用的方法是計算比較點云的每個點到參考點云的最近鄰距離,因為最近鄰距離近似實際距離(見圖6)。考慮到點云數(shù)據(jù)數(shù)量級通常達到百萬級,數(shù)據(jù)在存儲與計算效率上往往難以滿足應(yīng)用要求,可采用八叉樹結(jié)構(gòu)來提高鄰域點云搜索速率和內(nèi)存使用率。通過在八叉樹....

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