[發明專利]隧道掌子面圍巖素描系統及方法

在審

• 申請號: 202011463028.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112748473A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 劉飛香;鄭大橋;秦念穩;白曉宇;李婷婷;曹鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: G01V8/02
• 分類號: G01V8/02;G01C11/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪

本發明提供一種隧道掌子面圍巖素描系統，其包含：圖像采集裝置，其設置在鑿巖臺車上，用于采集隧道掌子面圍巖的圖像信息；圖像處理裝置，其與圖像采集裝置通信，用于接收圖像信息，并對圖像信息進行識別以及處理，量化隧道掌子面圍巖的結構參數，構建隧道掌子面模型。本發明將變焦照相機集成到鑿巖臺車上，對其增加防護功能后，能夠在復雜的隧道施工環境中，自動獲取掌子面圍巖數碼成像，結合圖像處理與識別技術快速量化掌子面圍巖結構的發育程度參數，如結構面組數、結構面間距、結構面延伸長度等結構面產狀信息，形成掌子面電子素描。本發明方便快捷，很大程度地提高了施工效率和安全性。

技術領域

本發明涉及隧道施工領域，具體地說，涉及一種隧道掌子面圍巖素描系統及方法。

背景技術

在路網建設中，很多地方因為所處地理位置的緣故，隧道在線路總長中占有很大比例，因此隧道的挖掘施工與地質勘探在整個路網建設中占有極其重要的作用。由于隧道工程地質條件的多邊形以及復雜性，加之手段、工期以及經費的限制，在開挖前不可能將地質情況勘探得十分清楚，而必須通過開挖后所揭示的地質條件對圍巖等級再認識和再確定，因此施工中所獲得的地質和支護結構的相關信息的多少、準確程度以及迅速程度將直接影響到結構和施工方案設計的好壞。

因此，本發明提供了一種隧道掌子面圍巖素描系統及方法。

發明內容

本發明提供的一種隧道掌子面圍巖素描系統，所述系統包含：

圖像采集裝置，其設置在鑿巖臺車上，用于采集隧道掌子面圍巖的圖像信息；

圖像處理裝置，其與所述圖像采集裝置通信，用于接收所述圖像信息，并對所述圖像信息進行識別以及處理，量化隧道掌子面圍巖的結構參數，構建隧道掌子面模型。

根據本發明的一個實施例，所述圖像采集裝置包含：

移動采集設備，其設置在鑿巖臺車的吊籃里，所述吊籃安裝在鑿巖臺車的臂架上，通過控制臂架上的關節移動所述吊籃的位置，以使所述移動采集設備采集不同位置的隧道掌子面圍巖的圖像信息。

根據本發明的一個實施例，所述移動采集設備包含：

臂架攝像頭，其設置在鑿巖臺車的吊籃里，用于通過變焦高清鏡頭采集不同位置的隧道掌子面圍巖圖像信息。

根據本發明的一個實施例，所述系統還包含：

補光燈，其均勻設置在鑿巖臺車上，用于照射掌子面以提升圖像采集的質量。

根據本發明的一個實施例，所述系統還包含：

防護裝置，其設置在所述圖像采集裝置的外圍，用于保護所述圖像采集裝置。

根據本發明的一個實施例，所述圖像處理裝置包含：

二值分割模塊，其與所述圖像采集裝置通信，用于對所述圖像信息進行二值分割，獲得二值圖像；

結構面信息模塊，其與所述二值分割模塊通信，用于根據所述二值圖像計算隧道掌子面圍巖的結構面信息；

質量數據模塊，其與所述結構面信息模塊通信，用于根據所述結構面信息得到隧道掌子面圍巖質量數據；

隧道掌子面模型模塊，其與所述質量數據模塊通信，用于構建隧道掌子面模型。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種隧道掌子面圍巖素描方法，所述方法包含以下步驟：

采集隧道掌子面圍巖的圖像信息；

對所述圖像信息進行識別以及處理，量化隧道掌子面圍巖的結構參數，構建隧道掌子面模型。