CN116294998A - 隧道扫描方法、装置、设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种隧道扫描方法、装置、设备以及介质，涉及隧道扫描领域。该方法获取各测站任一标靶的扫描数据；隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶且预设标靶位于隧道口外各测站位于对应的相邻两个待测标靶之间；利用闭合环扫描线路法扫描数据获得预设标靶的测量数据；测量数据和预设标靶的实际数据获得各个待测标靶的平移量改正值；相邻两个待测标靶的坐标转换矩阵获得各个待测标靶的角度改正值；平移量改正值与角度改正值对各扫描数据进行校正获得校正后的扫描数据；校正后的扫描数据获得各个待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；初始坐标系以预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。本申请能准确地扫描隧道。
Description
技术领域
本申请涉及隧道扫描领域，尤其涉及一种隧道扫描方法、装置、设备以及存储介质。
背景技术
现有技术中，根据各种扫描误差源对扫描作业的影响大小和规律，结合导线控制测量的原理和扫描作业数据的配准方法，分析了基于控制点信息的扫描作业方案、支线路扫描作业方案、闭合线路扫描作业方案、附合线路扫描作业方案和固定扫描仪的作业方案。根据这些方案能够实现对隧道情况的观测。
但是，现有的扫描作业方案不能准确地扫描隧道的情况。
申请内容
本申请的主要目的在于提供一种隧道扫描方法、装置、设备以及存储介质，旨在解决现有的扫描作业方案不能准确地扫描隧道的情况的技术问题。
第一方面，为实现上述目的，本申请提供一种隧道扫描方法，所述方法包括：
获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据；其中，所述隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶，且所述预设标靶位于隧道口外，各所述测站位于对应的相邻两个所述待测标靶之间；
利用闭合环扫描线路法，基于所述三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据；
基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值；
基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值；
基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据；
基于所述校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；所述初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
可选的，所述基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值，包括：
基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，确定所述预设标靶的测量位置与实际位置之间的坐标闭合差；
根据所述坐标闭合差，获得各个所述待测标靶的平移量改正值。
可选的，所述基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值，包括：
基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，计算出相邻两个所述待测标靶的角度闭合差；
对所述角度闭合差进行平差处理，获得各个所述待测标靶的角度改正值。
可选的，所述基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据，包括：
基于所述平移量改正值与所述角度改正值，计算出相邻两个所述待测标靶的扫描坐标系与所述预设标靶的扫描坐标系转换参数的平差值；
根据所述平差值对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据。
可选的，所述获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据之前，所述方法还包括：
根据预设扫描方向、所述预设标靶的预设位置数据和所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述预设标靶相邻的下一待测标靶的第一位置数据；
将所述下一待测标靶作为参考标靶，所述第一位置数据作为参考位置数据；
根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据；
根据所述目标位置数据更新所述参考位置数据，并将所述下一目标待测标靶作为所述参考标靶，并返回执行所述根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据，直至获得在所述预设标靶的计算位置数据；
判断所述计算位置数据和所述预设位置数据是否一致；
若一致，则根据所述测量数据得到所述隧道测量数据。
可选的，所述隧道测量数据为所述初始坐标系中的坐标数据。
可选的，所述预设扫描方向包括顺时针方向或者逆时针方向。
第二方面，本申请提供了一种隧道扫描装置，所述装置包括：
获取激光扫描数据模块，用于获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据；其中，所述隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶，且所述预设标靶位于隧道口外，各所述测站位于对应的相邻两个所述待测标靶之间；
获取测量位置数据模块，用于利用闭合环扫描线路法，基于所述三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据；
获取平移量改正值模块，用于基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值；
获取角度改正值模块，用于基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值；
校正模块，用于基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据；
获取坐标信息模块，用于基于所述校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；所述初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
第三方面，本申请提供了一种隧道扫描设备，包括：处理器，存储器以及存储在所述存储器中的隧道扫描程序，所述隧道扫描程序被所述处理器运行时实现如第一方面所述隧道扫描方法的步骤。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有隧道扫描程序，所述隧道扫描程序被处理器执行时实现如第一方面所述的隧道扫描方法。
本申请实施例提出的一种隧道扫描方法，基于平移量改正值与所述角度改正值，对三维激光扫描数据进行校正后，使校正后三维激光扫描数据更精确，并获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息，能实现准确地扫描隧道情况。
附图说明
图1为本申请隧道扫描方法的隧道扫描系统的架构示意图；
图2为本申请隧道扫描方法的硬件运行环境的隧道扫描设备的结构示意图；
图3为本申请提供的一种隧道扫描方法第一实施例的流程示意图；
图4为本申请提供的一种隧道扫描方法第二实施例的流程示意图；
图5为本申请隧道扫描装置的模块示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
由于现有技术，根据各种扫描误差源对扫描作业的影响大小和规律，结合导线控制测量的原理和扫描作业数据的配准方法，分析了基于控制点信息的扫描作业方案、支线路扫描作业方案、闭合线路扫描作业方案、附合线路扫描作业方案和固定扫描仪的作业方案。根据这些方案能够实现对隧道情况的观测。其中，基于控制点信息的扫描作业方案虽然精度高，但外业工作量大、效率低，并且内业数据处理复杂。而支路线扫描作业方案作业的效率高，但是精度比较低。
但是，现有的扫描作业方案不能准确地扫描隧道的情况。
本申请提供一种隧道扫描方法，基于平移量改正值与所述角度改正值，对三维激光扫描数据进行校正后，使校正后三维激光扫描数据更精确，并获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息，能实现准确地扫描隧道情况。该扫描方法从第一测站开始，按顺时针或者逆时针顺序扫描测，在每一测站可以同时扫描与其相邻的两组标靶，如：在第一测站能同时扫描标靶组1和标靶组2等。根据相邻标靶组就可以把各站扫描的点云数据统一到一个坐标系统中，并且根据闭合环扫描线路可以对各站点云数据的旋转量和平移量进行闭合条件检核。
本申请实施例以下，将对本申请技术实现中应用到的隧道扫描系统进行说明：
参照图1，图1是一示例性实施例提供的一种隧道扫描系统的架构示意图。如图1所示，该隧道扫描系统可以包括服务器11、网络12和隧道扫描设备13。
服务器11可以为包含一独立主机的物理服务器，或者该服务器11可以为主机集群承载的虚拟服务器。在运行过程中，服务器11可以运行某一应用的服务器侧的程序，以实现该应用的相关业务功能，比如当隧道扫描设备13获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据时，该服务器11可作为该获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据应用的服务器，以支持隧道扫描设备13完成获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据的工作。
网络12可以包括多种类型的有线或无线网络。在一实施例中，该网络12可以包括公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network，PSTN)和因特网。隧道扫描设备13可以通过网络12与服务器11实现交互。
隧道扫描设备13可以包括诸如下述类型的电子设备：用户工作站、智能手机、平板设备、笔记本电脑、掌上电脑(PDAs，Personal Digital Assistants)等，本说明书一个或多个实施例并不对此进行限制。
参照图2，图2为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的隧道扫描设备的结构示意图。
如图2所示，该隧道扫描设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构并不构成对隧道扫描设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图2所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及隧道扫描程序。
在图2所示的隧道扫描设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本申请隧道扫描设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在隧道扫描设备中，隧道扫描设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的隧道扫描程序，并执行本申请实施例提供的隧道扫描方法。
基于上述隧道扫描设备的硬件结构但不限于上述硬件结构，本申请提供一种隧道扫描方法的第一实施例。参照图3，图3示出了本申请隧道扫描方法的第一实施例的流程示意图。
需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例中，所述方法包括：
S10，获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据；其中，所述隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶，且所述预设标靶位于隧道口外，各所述测站位于对应的相邻两个所述待测标靶之间；
需要理解的是，本实施例的执行主体是隧道扫描设备。隧道扫描设备包括至少一个三维激光扫描仪，该三维激光扫描仪利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。测站隧道标靶阵列由预设标靶和至少两个待测标靶在隧道平面上呈闭合环形设置，其中预设标靶位于隧道口外，相邻的两个待测标靶之间设置测站。
S20，利用闭合环扫描线路法，基于所述三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据；
需要理解的是，闭合环扫描线路法从第一测站开始，按预设方向扫描隧道，在每一测站可以同时扫描与其相邻的两组标靶，如在第一测站能同时扫描标靶组1和标靶组2等，根据相邻标靶组就可以把各站扫描的点云数据统一到一个坐标系统。隧道扫描设备根据三维激光扫描仪采集的三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据。
S30，基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值；
需要理解的是，隧道扫描设备将测量位置数据和预设标靶的实际位置数据带入公式1中，得到各个待测标靶的平移量；
公式1：
式中,x′0、y′0、z′0分别为由环闭合路线旋转矩阵计算出来的3个平移量。
将3个平移量带入导线全长闭合差即公式2，得到导线全长闭合差；
公式2：
将导线全长闭合差带入全长相对闭合差公式3中，得到全长相对闭合差；
公式3：
将全长相对闭合差带入公式4中可以计算出平移量改正值为：
公式4：
公式4中，∑S表示扫描测量线路总长度，S(i-1)i表示第(i-1)测站和第i测站间的线路长度。
根据公式5则可以计算出改正后各测站的平移量为：
公式5：
公式5中T′xi,T′yi,T′zi为经过两两拼接计算所得到的平移量。
S40，基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值；
需要理解的是，假定两站扫描的点云数据为Xi,Yi,Zi和xi,yi,zi，由坐标转换公式即公式6可以得到：
公式6：
其中R为两个坐标系的旋转矩阵，α为R的第一元素；β为R的第二元素；γ为R的第三元素；(xi,yi,zi)和(xi-1,yi-1,zi-1)分别为相邻两个扫描坐标系下的坐标即平移参数。
将坐标转换公式即公式6进行线性化得到公式7：
公式7：
令
由公式6知，T表示两个坐标系之间的转换矩阵，将矩阵T进行左乘就可以实现坐标转换。若第i+1站和第i站之间的坐标转换矩阵为Ti+1，则第n站到第1站的变换矩阵可以表达为TnTn-1…T3T2，该变换矩阵应满足闭合条件即公式8：
公式8：TnTn-1…T3T2＝E。
S50，基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据；
需要理解的是，隧道扫描设备基于平移量改正值与角度改正值，能对各所述三维激光扫描数据进行校正即减少三维激光扫描数据的误差，获得校正后的三维激光扫描数据。
S60，基于所述校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；所述初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
需要理解的是，隧道扫描设备基于校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息，初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
在本实施例中，隧道扫描设备基于平移量改正值与所述角度改正值，对三维激光扫描数据进行校正后，使校正后三维激光扫描数据更精确，并获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息，能实现准确地扫描隧道情况。在精度要求不是很高的情况下进行大型工程的扫描测量，既能满足精度要求，又可以减轻外业测量的负担，也给内业数据处理带来方便。
作为一个实施例，步骤S30具体包括：
S301，基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，确定所述预设标靶的测量位置与实际位置之间的坐标闭合差；
S302，根据所述坐标闭合差，获得各个所述待测标靶的平移量改正值。
需要理解的是，由于各站扫描测量序列配准误差的累积，在闭合路线扫描测量的条件下，通过测站配准计算出来的第一站的位置和测量初始位置可能存在误差，从而产生坐标闭合差；根据坐标闭合差带入公式4中可以计算出平移量的改正值为：
公式4：
上式中，ΣS表示扫描测量线路总长度，S(i-1)i表示第(i-1)测站和第i测站间的线路长度。
在本实施例中，隧道扫描设备通过确定所述预设标靶的测量位置与实际位置之间的坐标闭合差后，根据坐标闭合差能获得各个所述待测标靶的平移量改正值。
作为一个实施例，步骤S40具体包括：
S401，基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，计算出相邻两个所述待测标靶的角度闭合差；
S402，对所述角度闭合差进行平差处理，获得各个所述待测标靶的角度改正值。
需要理解的是，基于公式9：
闭合差可以平均地分配到每个角度上，即根据公式10可知，每个角度应加上改正数Vα、Vβ和Vγ：
公式10：
式中，n为总测站的数目，i代表第i站。
隧道扫描设备基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，计算出相邻两个所述待测标靶的角度闭合差并对所述角度闭合差均匀分配到各个待测标靶上，获得各个所述待测标靶的角度改正值。在本实施例中，隧道扫描设备通过平差能更快地确定出各个待测标靶的角度改正值。
作为一个实施例，步骤S50具体包括：
S501，基于所述平移量改正值与所述角度改正值，计算出相邻两个所述待测标靶的扫描坐标系与所述预设标靶的扫描坐标系转换参数的平差值；
S502，根据所述平差值对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据。
需要理解的是，则根据平移量改正值与角度改正值带入公式11可得改正后各测站相对于第一测站的旋转参数：
公式11：
隧道扫描设备将计算出的改正数与相应的旋转和平移量参数相加，就可以计算出各扫描站相对于初始坐标系转换参数的平差值，再将各站点云数据代入公式7中，最终确定出各站点云数据在初始坐标系中的坐标。
在本实施例中，隧道扫描设备将计算出的改正数与相应的旋转和平移量参数相加后计算出各扫描站相对于初始坐标系转换参数的平差值，再将各站点云数据代入公式7中，最终准确的确定出各站点云数据在初始坐标系中的坐标。
进一步的，作为一个实施例，参照图4，图4为本申请隧道扫描方法的第二实施例的流程示意图。
在本实施例中，步骤S10之前，还包括：
S101，根据预设扫描方向、所述预设标靶的预设位置数据和所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述预设标靶相邻的下一待测标靶的第一位置数据；
S102，将所述下一待测标靶作为参考标靶，所述第一位置数据作为参考位置数据；
S103，根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据；
S104，根据所述目标位置数据更新所述参考位置数据，并将所述下一目标待测标靶作为所述参考标靶，并返回执行所述根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据，直至获得在所述预设标靶的计算位置数据；
S105，判断所述计算位置数据和所述预设位置数据是否一致；
S106，若一致，则根据所述测量数据得到所述隧道测量数据。
需要理解的是，隧道扫描设备根据预设扫描方向、预设标靶的预设位置数据和测量数据，获得在预设扫描方向上，预设标靶相邻的下一待测标靶的第一位置数据；进一步的，在本实施例中，所述预设扫描方向包括顺时针方向或者逆时针方向。隧道扫描设备将下一待测标靶作为参考标靶，第一位置数据作为参考位置数据；并根据第一位置数据与测量数据，获得在预设扫描方向上，参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据；根据所述目标位置数据更新参考位置数据，并将下一目标待测标靶作为所述参考标靶，并返回执行根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在预设扫描方向上，参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据，直至获得在预设标靶的计算位置数据；判断所述计算位置数据和所述预设位置数据是否一致；若一致，则根据所述测量数据得到所述隧道测量数据。进一步的，在本实施例中，所述隧道测量数据为所述初始坐标系中的坐标数据。
在本实施例中，隧道扫描设备提出了闭合路线扫描作业方案，在精度要求不是很高的情况下进行大型工程的扫描测量，既能满足精度要求，又可以减轻外业测量的负担，也给内业数据处理带来方便。
第基于同一发明构思，本申请提出隧道扫描装置，参照图5，图5为本申请隧道扫描装置的模块示意图。在本实施例中，所述装置包括：
获取激光扫描数据模块500，用于获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据；其中，所述隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶，且所述预设标靶位于隧道口外，各所述测站位于对应的相邻两个所述待测标靶之间；
获取测量位置数据模块510，用于利用闭合环扫描线路法，基于所述三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据；
获取平移量改正值模块520，用于基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值；
获取角度改正值模块530，用于基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值；
校正模块540，用于基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据；
获取坐标信息模块550，用于基于所述校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；所述初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
本实施例的技术方案，通过各个功能模块间的相互配合，隧道扫描设备基于平移量改正值与所述角度改正值，对三维激光扫描数据进行校正后，使校正后三维激光扫描数据更精确，并获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息，能实现准确地扫描隧道情况。
此外，本申请实施例还提出一种计算机存储介质，存储介质上存储有隧道扫描程序，隧道扫描程序被处理器执行时实现如上文的隧道扫描方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本申请提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本申请而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种隧道扫描方法，其特征在于，所述方法包括：
获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据；其中，所述隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶，且所述预设标靶位于隧道口外，各所述测站位于对应的相邻两个所述待测标靶之间；
利用闭合环扫描线路法，基于所述三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据；
基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值；
基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值；
基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据；
基于所述校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；所述初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
2.根据权利要求1所述的隧道扫描方法，其特征在于，所述基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值，包括：
基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，确定所述预设标靶的测量位置与实际位置之间的坐标闭合差；
根据所述坐标闭合差，获得各个所述待测标靶的平移量改正值。
3.根据权利要求1所述的隧道扫描方法，其特征在于，所述基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值，包括：
基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，计算出相邻两个所述待测标靶的角度闭合差；
对所述角度闭合差进行平差处理，获得各个所述待测标靶的角度改正值。
4.根据权利要求1所述的隧道扫描方法，其特征在于，所述基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据，包括：
基于所述平移量改正值与所述角度改正值，计算出相邻两个所述待测标靶的扫描坐标系与所述预设标靶的扫描坐标系转换参数的平差值；
根据所述平差值对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据。
5.根据权利要求1所述的隧道扫描方法，其特征在于，所述获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据之前，所述方法还包括：
根据预设扫描方向、所述预设标靶的预设位置数据和所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述预设标靶相邻的下一待测标靶的第一位置数据；
将所述下一待测标靶作为参考标靶，所述第一位置数据作为参考位置数据；
根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据；
根据所述目标位置数据更新所述参考位置数据，并将所述下一目标待测标靶作为所述参考标靶，并返回执行所述根据所述第一位置数据与所述测量数据，获得在所述预设扫描方向上，所述参考待测标靶相邻的下一目标待测标靶的目标位置数据，直至获得在所述预设标靶的计算位置数据；
判断所述计算位置数据和所述预设位置数据是否一致；
若一致，则根据所述测量数据得到所述隧道测量数据。
6.根据权利要求5所述的隧道扫描方法，其特征在于，所述隧道测量数据为所述初始坐标系中的坐标数据。
7.根据权利要求1所述的隧道扫描方法，其特征在于，所述预设扫描方向包括顺时针方向或者逆时针方向。
8.一种隧道扫描装置，其特征在于，所述装置包括：
获取激光扫描数据模块，用于获取各所述测站隧道标靶阵列中任一标靶的三维激光扫描数据；其中，所述隧道标靶阵列包括在隧道平面上呈闭合环形设置的预设标靶和至少两个待测标靶，且所述预设标靶位于隧道口外，各所述测站位于对应的相邻两个所述待测标靶之间；
获取测量位置数据模块，用于利用闭合环扫描线路法，基于所述三维激光扫描数据，获得预设标靶的测量位置数据；
获取平移量改正值模块，用于基于所述测量位置数据和所述预设标靶的实际位置数据，获得各个所述待测标靶的平移量改正值；
获取角度改正值模块，用于基于相邻两个所述待测标靶的坐标转换矩阵，获得各个所述待测标靶的角度改正值；
校正模块，用于基于所述平移量改正值与所述角度改正值，对各所述三维激光扫描数据进行校正，获得校正后的三维激光扫描数据；
获取坐标信息模块，用于基于所述校正后的三维激光扫描数据，获得各个所述待测标靶在初始坐标系中的坐标信息；所述初始坐标系为以所述预设标靶所在位置为原点构建的坐标系。
9.一种隧道扫描设备，其特征在于，包括：处理器，存储器以及存储在所述存储器中的隧道扫描程序，所述隧道扫描程序被所述处理器运行时实现如权利要求1至7中任一项所述隧道扫描方法的步骤。
10.一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上存储有隧道扫描程序，所述隧道扫描程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的隧道扫描方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310007793.9A CN116294998A (zh) | 2023-01-04 | 2023-01-04 | 隧道扫描方法、装置、设备以及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310007793.9A CN116294998A (zh) | 2023-01-04 | 2023-01-04 | 隧道扫描方法、装置、设备以及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116294998A true CN116294998A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86782380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310007793.9A Pending CN116294998A (zh) | 2023-01-04 | 2023-01-04 | 隧道扫描方法、装置、设备以及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116294998A (zh) |
-
2023
- 2023-01-04 CN CN202310007793.9A patent/CN116294998A/zh active Pending
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