[發(fā)明專利]TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110057160.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN112785709B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李術(shù)才;馬文;石恒;王孝特;潘東東;林鵬;許振浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/10
• 分類號(hào): G06T17/10;G06T19/20;G06T7/30;G06T7/66;G06T7/80;G06T5/00;G06T5/50
• 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: 張慶騫

本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，提供了一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備。其中，TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別方法包括獲取TBM搭載式拍攝裝置處于不同拍攝位置時(shí)不同角度的圍巖裂隙圖像；其中，同一拍攝位置不同角度的圍巖裂隙圖像構(gòu)成一個(gè)圍巖裂隙圖像序列；對(duì)各個(gè)圍巖裂隙圖像序列中的圖像進(jìn)行預(yù)處理；基于預(yù)處理后的圖像及稀疏重建方法對(duì)隧道圍巖裂隙進(jìn)行稀疏重建，估計(jì)隧道圍巖裂隙的深度圖并配準(zhǔn)融合深度圖，采用投影方法對(duì)融合的深度圖進(jìn)行點(diǎn)云恢復(fù)，稠密重建圍巖裂隙，得到圍巖裂隙三維重建圖像及識(shí)別結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，尤其涉及一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

在隧道工程施工過程中，裂隙是影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素之一。通常遇到宏觀或者細(xì)觀裂隙節(jié)理發(fā)育的脆性巖體容易引發(fā)圍巖的脆性劈裂、巖爆及突涌水災(zāi)害等，嚴(yán)重影響到工程的正常施工，甚至造成嚴(yán)重的安全事故和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

裂隙巖體具有復(fù)雜的力學(xué)特征，如果要構(gòu)建一個(gè)能夠準(zhǔn)確描述裂隙巖體的非線性力學(xué)模型通常較為困難。因?yàn)閷W(xué)者們?cè)跇?gòu)建圍巖本構(gòu)模型的時(shí)候考慮情況較為理想，未完全還原圍巖裂隙的真實(shí)情況。若要對(duì)圍巖裂隙進(jìn)行深入研究，三維重建圍巖裂隙具有重要的工程意義。

傳統(tǒng)采用地質(zhì)羅盤和皮尺對(duì)圍巖裂隙進(jìn)行人工測(cè)繪的方法效率低下、受限于研究人員的專業(yè)能力和野外經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)受工作環(huán)境影響較大。由于傳統(tǒng)方法難以全面反映圍巖裂隙的實(shí)際情況，隨著機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像技術(shù)逐步應(yīng)用于隧道圍巖裂隙的研究上。近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者借助數(shù)字圖像技術(shù)對(duì)圍巖裂隙開展了一系列研究，但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，尚未建立較為完善的隧道圍巖裂隙重建識(shí)別系統(tǒng)，缺乏針對(duì)TBM搭載的圍巖裂隙圖像采集裝置設(shè)備及方法，同時(shí)在對(duì)圍巖裂隙的三維情況進(jìn)行還原時(shí)準(zhǔn)確度和速度都有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及設(shè)備，其能夠?qū)崟r(shí)拍攝圍巖裂隙圖像并進(jìn)行存儲(chǔ)，通過多視野幾何實(shí)現(xiàn)圍巖裂隙三維重建并自動(dòng)識(shí)別裂隙，準(zhǔn)確獲取圍巖裂隙形態(tài)，有利于提高現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別裂隙的速度和準(zhǔn)確度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別方法，其包括：

獲取TBM搭載式拍攝裝置處于不同拍攝位置時(shí)不同角度的圍巖裂隙圖像；其中，同一拍攝位置不同角度的圍巖裂隙圖像構(gòu)成一個(gè)圍巖裂隙圖像序列；

對(duì)各個(gè)圍巖裂隙圖像序列中的圖像進(jìn)行預(yù)處理；

基于預(yù)處理后的圖像及稀疏重建方法對(duì)隧道圍巖裂隙進(jìn)行稀疏重建，估計(jì)隧道圍巖裂隙的深度圖并配準(zhǔn)融合深度圖，采用投影方法對(duì)融合的深度圖進(jìn)行點(diǎn)云恢復(fù)，稠密重建圍巖裂隙，得到圍巖裂隙三維重建圖像及識(shí)別結(jié)果。

本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別裝置。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別裝置，包括：

圖像獲取模塊，其用于獲取TBM搭載式拍攝裝置處于不同拍攝位置時(shí)不同角度的圍巖裂隙圖像；其中，同一拍攝位置不同角度的圍巖裂隙圖像構(gòu)成一個(gè)圍巖裂隙圖像序列；

圖像預(yù)處理模塊，其用于對(duì)各個(gè)圍巖裂隙圖像序列中的圖像進(jìn)行預(yù)處理；

裂隙重現(xiàn)及識(shí)別模塊，其用于基于預(yù)處理后的圖像及稀疏重建方法對(duì)隧道圍巖裂隙進(jìn)行稀疏重建，估計(jì)隧道圍巖裂隙的深度圖并配準(zhǔn)融合深度圖，采用投影方法對(duì)融合的深度圖進(jìn)行點(diǎn)云恢復(fù)，稠密重建圍巖裂隙，得到圍巖裂隙三維重建圖像及識(shí)別結(jié)果。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，一種TBM搭載式圍巖裂隙重建識(shí)別裝置，其包括：