隧道断面变形监测方法及相关装置.docx

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1、PATEXPLRER专利探索者一全球创新始于探索隧道断面变形监测方法及相关装置申请号：CN.1申请日：20200109申请（专利权）人：深圳大学地址：广东省深圳市南山区南海大道3688号发明人：刘肖琳,于起峰,张跃强,丁晓华1主分类号：G01B11/16公开（公告）号：CNB公开（公告）日：20210820代理机构：广州三环专利商标代理有限公司代理人：熊永强,王勤(19)中华人民共和国国家知识产权局(10)授权公告号CNB (45)授权公告日20210820(21)申请号CN.1(12)发明专利(22)申请日20200109(71)申请人深圳大学地址广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)

2、发明人刘肖琳，于起峰，张跃强，丁晓华(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司代理人熊永强，王勤(54)发明名称通过所述传个相机观测站的至少个基准传3 通相机荻得所述行外相机观测站的兄动早隧道断面变形监测方法及相关装置(57)摘要本申请公开了一种隧道断面变形监测方法及相关装置，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，方法包括：通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个待

3、测点处于待测隧道的作业范围内；根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。采用本申请实施例有助于提高隧道断面变形测量的准确性。通过所述侮个相机观测站的神钻相机防外对其对梗的多个待测虫进行断血变形测火ln,里所述每个相机观测站对应的多个初始曲面2变形做集合.所述多个初始新面变形跳集合勺所述多个待洌点一对应所述多个行测点处于待前隧道的作业范惘内权利要求书1 .一种隧道断面变形监测方法，其特征在于，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，所述至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，所述方法包括：通过所述

4、每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量：通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，所述多个初始断面变形量集合与所述多个待测点一一对应，所述多个待测点处于待测隧道的作业范围内；根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，所述多个最终断面变形量集合与所述多个初始断面变形量集合一一对应；其中，所述至少一个相机观测站的数量为N,所述N为大于1的整数，所述通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的

5、晃动量，包括:通过N个基准传递相机包括的N个相机观测(N-I)个标志单元，得到所述N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵，所述初始刚体变换矩阵包括旋转矩阵和平移向量：获取目标基准传递相机，所述目标基准传递相机为所述N个基准传递相机中的任意一个；根脑所述N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵和预存的刚体变换关系公式获得所述目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵，所述每个基准传递相机为所述N个基准传递相机中的任意一个；根据所述目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵获得所述每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、

6、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量，以及将所述每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量确定为所述每个相机观测站的晃动量。2 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量相机阵列包括多个测量相机，所述多个测量相机的焦距各不相同，所述多个测量相机与所述多个待测点一一对应；所述基准传递相机包括相机和标志单元；所述测量相机阵列满足所述测量相机阵列所处相机观测站的第一前提条件；所述基准传递相机满足所述基准传递相机所处相机观测站的第二前提条件：其中，所述第一前提条件包括所述多个测量相机中的每个测量相机相对于其对应的待测点的放大倍数、

7、所述每个测量相机与其对应的待测点的水平距离、所述每个测量相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数；所述第二前提条件包括所述相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数、所述标志单元相对于其所处相机观测站的位置姿态参数。3 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，包括：通过每个测量相机对预设待测点集合进行亚像素定位，得到所述每个测量相机对应的待测点，所述每个测量相机为所述每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机中的测量相机；通过所述每个测量相机对其对应的待测点进行断

8、面变形跟踪测量，得到所述每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量，以及将所述每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量确定为所述每个测量相机对应的初始断面变形量集合；将所述每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机对应的所有初始断面变形量集合确定为所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合。4 .根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形集合进行校正，得到多个最终断面变形集合，包括.而据所述每个相机观测站对应的偏航角和中间断面水平方向位移量、所述每个相机观测站对应的多个

9、初始断面水平方向位移量和预存的断面水平变形校正公式获得所述每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量，所述多个最终断面水平方向位移量与所述多个初始断面水平方向位移量对应；根据所述每个相机观测站对应的俯仰角和中间断面垂直方向位移量、所述每个相机观测站对应的多个初始断面垂直方向位移量和预存的断面垂直变形校正公式获得所述每个相机观测站对应的多个最终断面垂直方向位移量，所述多个最终断面垂直方向位移量与所述多个初始断面垂直方向位移量对应；将所述每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量和多个最终断面垂直方向位移量确定为所述每个相机观测站对应的多个最终断面变形集合。5 .一种隧道断面变形监测装置，

10、其特征在于，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，所述至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，所述装置包括：第一获得单元，用于通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量；第二获得单元，用于通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，所述多个初始断面变形量集合与所述多个待测点一一对应，所述多个待测点处于待测隧道的作业范围内；校正单元，用于根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集

11、合，所述多个最终断面变形量集合与所述多个初始断面变形量集合一一对应；其中，所述至少一个相机观测站的数量为N,所述N为大于1的整数，在通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量方面，所述第一获得单元具体用于：6 .根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合方面，所述第二获得单元具体用于：7 .一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括

12、用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法中的部分或全部步骤的指令。8 .一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行，以实现如权利要求4任一项所述的方法。说明书隧道断面变形监测方法及相关装置技术领域本申请涉及隧道监测技术领域，具体涉及一种隧道断面变形监测方法及相关装置。背景技术目前，隧道断面变形监测方法包括接触式测量方法和非接触式测量方法。由于接触式测量方法和非接触式测量方法均仅考虑隧道断面变形的影响，因此隧道断面变形监测方法针对隧道断面变形测量的准确性有待进一步提高。发明内容本申请实施例提供一种隧道断面变形监测方法及相关装置，用于提

13、高隧道断面变形测量的准确性。第一方面，本申请实施例提供一种隧道断面变形监测方法，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，方法包括：通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内；根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，多个最终断面变形量集合

14、与多个初始断面变形量集合一一对应。第二方面，本申请实施例提供一种隧道断面变形监测装置，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，装置包括：第一获得单元，用于通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；第二获得单元，用于通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内；校正单元，用于根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行

15、校正，得到多个最终断面变形量集合，多个最终断面变形量集合与多个初始断面变形量集合一一对应。第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置由上述处理器执行，上述程序包括用于执行如本申请实施例第一方面的方法中的部分或全部步骤的指令。第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，上述计算机程序被处理器执行，以实现本申请实施例第一方面的方法中所描述的部分或全部步骤。第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行本申请实施例第一方面的方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。可以看出，相较于现有的隧道断面变形监测方法仅考虑隧道断面变形的影响，未考虑到相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，在本申请实施例中，首先获得每个相机观测站的晃动量，然后获得每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，最后基于每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。由于消除了相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。附图说明为