[發(fā)明專利]基于數(shù)字圖像的隧道表征巖體穩(wěn)定性確定方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010947899.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN112132793A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洪亮;范宏運(yùn);張西斌;李術(shù)才;李利平;王飛;周宗青;秦承帥;張延歡;李尚安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東高速集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/60
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.基于數(shù)字圖像的隧道表征巖體穩(wěn)定性確定方法，其特征是，包括：

獲取隧道開挖不同進(jìn)度下，隧道掌子面的若干幅圖像；

在每一幅掌子面圖像上，隨機(jī)選擇兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)；計(jì)算所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)；

根據(jù)所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)，確定巖體結(jié)構(gòu)面的三維空間方程；

根據(jù)三維空間方程，得到巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)；

根據(jù)產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)，確定隧道目標(biāo)巖體的穩(wěn)定性。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，獲取隧道開挖不同進(jìn)度下，隧道掌子面的若干幅圖像；具體步驟包括：

在隧道掌子面隨機(jī)選擇第一固定點(diǎn)和第二固定點(diǎn)；在隧道掌子面每開挖一次后，就拍攝一幅隧道掌子面圖像；隧道開挖若干次，就得到若干幅掌子面圖像；每一張掌子面圖像上均含有第一固定點(diǎn)和第二固定點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，還包括：獲取第一固定點(diǎn)和第二固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)；所述獲取第一固定點(diǎn)和第二固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)，是通過全站儀來獲取；

或者，

在每一幅掌子面圖像上，隨機(jī)選擇兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)；計(jì)算所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)；具體步驟包括：

根據(jù)第一固定點(diǎn)和第二固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)，計(jì)算每一幅掌子面圖像上隨機(jī)選擇的兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)；進(jìn)而得到所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，根據(jù)第一固定點(diǎn)和第二固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)，計(jì)算每一幅掌子面圖像上隨機(jī)選擇的兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)；具體步驟包括：

根據(jù)第一固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)、第二固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)、每一幅掌子面圖像上第一計(jì)算點(diǎn)與第一固定點(diǎn)之間的位置關(guān)系、每一幅掌子面圖像上第二計(jì)算點(diǎn)與第二固定點(diǎn)之間的位置關(guān)系，計(jì)算每一幅掌子面圖像上隨機(jī)選擇的兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，根據(jù)所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)，確定巖體結(jié)構(gòu)面的三維空間方程；是根據(jù)所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)，采用平面擬合的方式，確定巖體結(jié)構(gòu)面的三維空間方程。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，根據(jù)三維空間方程，得到巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)；是根據(jù)三維空間方程，隧道目標(biāo)巖體已知固定點(diǎn)的大地坐標(biāo)和隧道的走向，得到巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，根據(jù)產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)，確定隧道目標(biāo)巖體的穩(wěn)定性；具體步驟包括：

依據(jù)數(shù)字圖像獲取的巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及幾何參數(shù)，采用赤平投影分析方法，繪制隧道掌子面巖體結(jié)構(gòu)面全空間赤平投影圖，視隧道頂部為近似的水平面，分析巖體結(jié)構(gòu)面的投影線與赤平圓的位置關(guān)系，確定隧道目標(biāo)巖體的穩(wěn)定性。

8.基于數(shù)字圖像的隧道表征巖體穩(wěn)定性確定系統(tǒng)，其特征是，包括：

獲取模塊，其被配置為：獲取隧道開挖不同進(jìn)度下，隧道掌子面的若干幅圖像；

大地坐標(biāo)計(jì)算模塊，其被配置為：在每一幅掌子面圖像上，隨機(jī)選擇兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)；計(jì)算所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)；

三維空間方程構(gòu)建模塊，其被配置為：根據(jù)所有掌子面圖像的所有計(jì)算點(diǎn)的大地坐標(biāo)，確定巖體結(jié)構(gòu)面的三維空間方程；

參數(shù)獲取模塊，其被配置為：根據(jù)三維空間方程，得到巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)；

穩(wěn)定性確定模塊，其被配置為：根據(jù)產(chǎn)狀參數(shù)和幾何參數(shù)，確定隧道目標(biāo)巖體的穩(wěn)定性。

9.一種電子設(shè)備，其特征是，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器、以及一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序；其中，處理器與存儲(chǔ)器連接，上述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，該處理器執(zhí)行該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，以使電子設(shè)備執(zhí)行上述權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，完成權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。