管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及隧道測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法。管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法包括：采集隧道襯砌內(nèi)表面表征管片的數(shù)據(jù)；將采集到的數(shù)據(jù)按照所屬管片進(jìn)行分類，并確定每個(gè)管片的位置和幾何參數(shù)；根據(jù)每個(gè)管片的參數(shù)，計(jì)算相鄰的管片的錯(cuò)臺(tái)量。該管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法的測(cè)量精度高，能夠減小測(cè)量誤差，并便于全面了解隧道錯(cuò)臺(tái)情況。全面了解隧道錯(cuò)臺(tái)情況。全面了解隧道錯(cuò)臺(tái)情況。

Measurement method of segment staggering

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法


[0001]本專利技術(shù)涉及隧道測(cè)量
，具體而言，涉及一種管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法。

技術(shù)介紹

[0002]盾構(gòu)法作為一種安全、快速、高質(zhì)量的隧道修建方法被廣泛應(yīng)用于城市地鐵隧道的修建。當(dāng)前用于測(cè)量管片錯(cuò)臺(tái)的方法一般采用直尺、全站儀或斷面儀等抽樣檢測(cè)的手段，抽樣檢測(cè)的方法存在的誤差大，而且無法全面了解隧道錯(cuò)臺(tái)情況。也有使用三維激光掃描技術(shù)測(cè)量管片錯(cuò)臺(tái)的方法，但是這類方法都是基于襯砌整體進(jìn)行圓擬合或者橢圓擬合計(jì)算錯(cuò)臺(tái)量，這種方法并不能正確測(cè)量管片的錯(cuò)臺(tái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0003]本專利技術(shù)的目的包括，例如，提供了一種管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，其能夠減小測(cè)量誤差，且測(cè)量精度高，能夠全面了解隧道錯(cuò)臺(tái)情況。
[0004]本專利技術(shù)的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：
[0005]第一方面，本專利技術(shù)提供一種管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，包括：
[0006]采集隧道襯砌內(nèi)表面表征管片的數(shù)據(jù)；
[0007]將采集到的數(shù)據(jù)按照所屬管片進(jìn)行分類，并確定每個(gè)管片的位置和幾何參數(shù)；
[0008]根據(jù)每個(gè)管片的參數(shù)，計(jì)算相鄰的管片的錯(cuò)臺(tái)量。
[0009]在可選的實(shí)施方式中，計(jì)算相鄰的管片的錯(cuò)臺(tái)量的步驟包括：
[0010]兩相鄰的管片分別為第一管片和第二管片，第一管片和第二管片相鄰的邊界分別為第一邊界和第二邊界；
[0011]將第二管片與第一管片相鄰的邊界轉(zhuǎn)換至第一管片的局部坐標(biāo)系O
′
中，并在局部坐標(biāo)系O
′
中確定第一管片和第二管片相鄰邊界的范圍以確定計(jì)算錯(cuò)臺(tái)量的范圍；
[0012]第一管片中所有的點(diǎn)到坐標(biāo)系O
′
的y
′
軸的距離等于第一管片所在圓柱面的半徑R1，計(jì)算第二邊界中的點(diǎn)在坐標(biāo)系O
′
中到y(tǒng)
′
軸的距離d，則第二邊界中的點(diǎn)的錯(cuò)臺(tái)量為d
?
R1。
[0013]在可選的實(shí)施方式中，每個(gè)管片的局部坐標(biāo)系均是以管片的起始點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
[0014]在可選的實(shí)施方式中，管片的局部坐標(biāo)系的y軸與管片的軸線方向相同，且指向盾構(gòu)前進(jìn)的方向；管片的局部坐標(biāo)系的x軸為水平方向，且平面y
?
O
?
z是一個(gè)豎直的平面。
[0015]在可選的實(shí)施方式中，計(jì)算第二邊界中的點(diǎn)在坐標(biāo)系O
′
中到y(tǒng)
′
軸的距離d，則第二邊界中的點(diǎn)的錯(cuò)臺(tái)量為d
?
R1的步驟包括：
[0016]針對(duì)第一管片和第二管片已知坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)分別為O
′
(x1，y1，z1)和O
″
(x2，y2，z2)，y軸方向分別為和以及管片的位置α和尺寸參數(shù)α
A
；
[0017]計(jì)算管片的錯(cuò)臺(tái)量需要將第一管片和第二管片的邊界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至同一坐標(biāo)系中進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)已知量以及管片的局部坐標(biāo)系的約束條件，將坐標(biāo)系O
″
中一點(diǎn)P(x
″
，y
″
，z
″
)
轉(zhuǎn)換至坐標(biāo)系O
′
中P(x
′
，y
′
，z
′
)；
[0018]通過上述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將第二邊界與第一邊界同時(shí)放在坐標(biāo)系O
′
中，通過特征點(diǎn)計(jì)算出二者的重合區(qū)間；第二邊界中的點(diǎn)到y(tǒng)
′
軸的距離減去第一管片的半徑即為點(diǎn)的錯(cuò)臺(tái)量。
[0019]在可選的實(shí)施方式中，將坐標(biāo)系O
″
中一點(diǎn)P(x
″
，y
″
，z
″
)轉(zhuǎn)換至坐標(biāo)系O
′
中P(x
′
，y
′
，z
′
)的步驟包括：
[0020]將點(diǎn)P轉(zhuǎn)換至工程坐標(biāo)系中：
[0021][0022]將工程坐標(biāo)系中的P點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至坐標(biāo)系O
′
中：
[0023][0024]其中，M
x
和M
z
分別為繞x軸和z軸的旋轉(zhuǎn)矩陣，M
x
和M
z
及的計(jì)算步驟如下：
[0025][0026][0027]其中，α為旋轉(zhuǎn)的角度。
[0028]在可選的實(shí)施方式中，在將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類時(shí)，按照數(shù)據(jù)所屬的管片及拼裝縫進(jìn)行分類。
[0029]在可選的實(shí)施方式中，在采集隧道襯砌內(nèi)表面表征管片的數(shù)據(jù)時(shí)，采用測(cè)站式掃描儀或移動(dòng)式掃描儀獲取襯砌內(nèi)輪廓的所有點(diǎn)，并識(shí)別每個(gè)管片。
[0030]在可選的實(shí)施方式中，采集隧道襯砌內(nèi)表面表征管片的數(shù)據(jù)為點(diǎn)云數(shù)據(jù)，且點(diǎn)云密度大于1個(gè)點(diǎn)每平方厘米。
[0031]本專利技術(shù)實(shí)施例的有益效果包括：
[0032]該管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法包括：采集隧道襯砌內(nèi)表面表征管片的數(shù)據(jù)；將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并確定每個(gè)管片的位置和幾何參數(shù)；根據(jù)每個(gè)管片的參數(shù)，計(jì)算相鄰的管片的邊界的錯(cuò)臺(tái)量。該管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法的測(cè)量精度高，能夠減小測(cè)量誤差，并便于全面了解隧道錯(cuò)臺(tái)情況。
附圖說明
[0033]為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本專利技術(shù)的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0034]圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例中管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法的步驟圖；
[0035]圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例中管片的參數(shù)的示意圖；
[0036]圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例中錯(cuò)臺(tái)計(jì)算參數(shù)的示意圖。
[0037]圖標(biāo)：11
?
第一管片；12
?
第二管片；13
?
第一邊界；14
?
第二邊界。
具體實(shí)施方式
[0038]為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術(shù)實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。
[0039]因此，以下對(duì)在附圖中提供的本專利技術(shù)的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本專利技術(shù)的范圍，而是僅僅表示本專利技術(shù)的選定實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。
[0040]應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
[0041]在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，若出現(xiàn)術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該專利技術(shù)產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，其特征在于，包括：采集隧道襯砌內(nèi)表面表征管片的數(shù)據(jù)；將采集到的所述數(shù)據(jù)按照所屬所述管片進(jìn)行分類，并確定每個(gè)所述管片的位置和幾何參數(shù)；根據(jù)每個(gè)所述管片的參數(shù)，計(jì)算相鄰的所述管片的錯(cuò)臺(tái)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，其特征在于：所述計(jì)算相鄰的所述管片的錯(cuò)臺(tái)量的步驟，包括：兩相鄰的所述管片分別為第一管片和第二管片，所述第一管片和所述第二管片相鄰的邊界分別為第一邊界和第二邊界；將所述第二管片與所述第一管片相鄰的邊界轉(zhuǎn)換至所述第一管片的局部坐標(biāo)系O
′
中，并在局部坐標(biāo)系O
′
中確定所述第一管片和所述第二管片相鄰邊界的范圍以確定計(jì)算錯(cuò)臺(tái)量的范圍；所述第一管片中所有的點(diǎn)到坐標(biāo)系O
′
的y
′
軸的距離等于所述第一管片所在圓柱面的半徑R1，計(jì)算所述第二邊界中的點(diǎn)在坐標(biāo)系O
′
中到y(tǒng)
′
軸的距離d，則所述第二邊界中的點(diǎn)的錯(cuò)臺(tái)量為d
?
R1。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，其特征在于：每個(gè)所述管片的局部坐標(biāo)系均是以所述管片的起始點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，其特征在于：所述管片的局部坐標(biāo)系的y軸與所述管片的軸線方向相同，且指向盾構(gòu)前進(jìn)的方向；所述管片的局部坐標(biāo)系的x軸為水平方向，且平面y
?
O
?
z是一個(gè)豎直的平面。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管片錯(cuò)臺(tái)測(cè)量方法，其特征在于：所述計(jì)算所述第二邊界中的點(diǎn)在坐標(biāo)系O
′
中到y(tǒng)
′
軸的距離d，則所述第二邊界中的點(diǎn)的錯(cuò)臺(tái)量為d
?
R1的步驟，包括：針對(duì)所述第一管片和所述第二管片已知坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)分別為O
′
(x1，y1，z1)和O
″
(x2，y2，z2)，y軸方向分別為和和以及管片的位置α和尺寸參數(shù)α
A
；計(jì)算所述管片的錯(cuò)臺(tái)量需要將所述第一管片和所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：仇文革，段東亞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都天佑智隧科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：