基于机器视觉三维重建技术的隧道掌子面岩体结构数字识别方法及应用

论文摘要

提出采用数字图像结合机器视觉方法获取隧道掌子面岩体表观信息。通过采集隧道开挖面的序列图像,生成开挖面岩体表面的三维点云模型,利用投影算法获得隧道掌子面及硐壁岩体结构的平面模型高清影像;基于影像表面结构迹线素描结果进行岩体节理特征的量化描述。将该方法应用于东天山公路隧道开挖面岩体节理分布、节理倾角间距等特征参数的获取。研究结果表明:该方法可快速生成开挖面三维点云模型,实现隧道地质信息编录与围岩级别辨识,具有快速、准确的优点,可为施工提供参考。

论文目录

• 1 基于多视几何的隧道掌子面图像构建方法
•   1.1 隧道掌子面信息获取流程
•   1.2 SFM方法三维重构的原理
•   1.3 基于三维信息的图像投影矫正拼接
•   1.4 多视几何投影方法的图像采集
• 2 开挖面岩体信息获取
•   2.1 岩体表面平面模型的获取
•   2.2 图像比例尺确定
•   2.3 岩体表面结构线分析
•     2.3.1 节理特征描述
•     2.3.2 单条节理特征描述
•     2.3.3 节理组特征描述
•     2.3.4 基于K-means聚类的节理特征半自动提取
•     2.3.5 基于测线法的节理迹线分析
• 3 工程应用
•   3.1 平面模型生成及比例尺的确定
•   3.2 岩体表面结构信息分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 谢壮,陈宝林,傅金阳,祝志恒,郑静,阳军生

关键词: 隧道,掌子面,数字图像,三维点云重建,岩体节理

来源: 铁道科学与工程学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 公路与水路运输,计算机软件及计算机应用

单位: 中南大学土木工程学院,中交一公局第五工程有限公司

基金: 新疆自治区重大科技专项课题(2018A03003-5),国家自然科学基金资助项目(51608539),湖南省自然科学基金资助项目(2019JJ50747)

分类号: TP391.41;U455.4

DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.2019.04.022

页码: 1001-1007

总页数: 7

文件大小: 1914K

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