开云优惠体育网页版入口

专利名称：一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法与系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210774628.1

专利申请（专利权）人：中铁上海工程局集团第一工程有限公司,湖南长院悦诚装备有限公司,中铁五局集团第一工程有限责任公司,中南林业开云优惠体育网页版入口大学
权利人地址：安徽省芜湖市卜家店

专利发明（设计）人：鲍元飞,殷枝荣,李光均,李科军,张林,王永明,宋飞,陈淼林,孙振,庄星,靳菲菲,姚学军,李勇,谌鸿强,黄文静,张宇,陆敬忠,徐井军,邓满林,魏波,刘翔,陆崚

专利摘要：本发明公开了一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法，包括：栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云拟合曲面上的点云划分至其对应的点云栅格，并获取各点云栅格的内部中心点；以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设个栅格区域，依次获取点云栅格中的已划点云至各栅格区域内部中心点的距离，获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息，降低了逐个处理点云数据以获取超欠挖信息的计算难度。

主权利要求：
1.一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法，其特征在于，包括步骤：
S01：获取隧道点云拟合曲面，并栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云数据中的点云依次划分至其对应的点云栅格，以得到各点云栅格对应的点云为已划点云，并获取各点云栅格的内部中心点；
S02：以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设四个栅格区域，并分别获取预设个栅格区域的内部中心点，依次获取点云栅格中的已划点云至各内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；所述点云栅格与栅格区域的长宽相等；
S03：判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；
所述预设条件为：
||PminQ×nPmin||≤a；或L＜b；
式中，Pmin表示精度点，Q为精度点对应的已划点云，PminQ表示Pmin至已划点云Q的向量，nPmin表示Pmin的法向量，a表示预设精度值；所述||PminQ×nPmin||的值越小表明PminQ与nPmin之间的夹角越。薪窃叫〉阍芉至Pmin之间的距离越。ü瓒ㄔど杈戎礱以确定已划点云至隧道基准面的最短距离；L为栅格区域的边长，b为预设边长精度值；
所述步骤S03中，当精度点不满足预设条件时：
则以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，返回步骤S02重新对该点云栅格进行划分；
S04：通过将当前精度点对应的已划点云代入预设曲面方程以确定该已划点云所属的区域类型，所述区域类型包括超挖区域与欠挖区域；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息；
所述获取方法还包括：超欠挖方量的计算，计算公式为：
式中，n表示点云栅格的数量， 为第i个点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值即超欠挖量，L为点云栅格的边长，V表示n个点云栅格的超欠挖方量。
2.根据权利要求1所述的一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法，其特征在于，所述步骤S01中将隧道点云数据中的点云依次划分至其对应的点云栅格，其具体方法为：获取点云至隧道中轴线的垂线，所述垂线与隧道中轴线的交点即点云对应的垂点；获取垂线与水平方向之间的夹角为点云夹角，所述水平方向即与隧道中轴线垂直，且以隧道中轴线的两侧为点云侧分标准，朝向对应点云一侧的方向；
以隧道中轴线的起点为原点，获取点云的垂点至原点的距离为点云轴向距离；
根据点云夹角与点云轴向距离将点云划分至其对应的点云栅格。
3.一种隧道中超欠挖区域信息的获取系统，其特征在于，包括：
点云划分模块，用于获取隧道点云拟合曲面，并栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云数据中的点云依次划分至其对应的点云栅格，以得到各点云栅格对应的点云为已划点云，并获取各点云栅格的内部中心点；
栅格划分模块，用于以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设四个栅格区域，并分别获取预设个栅格区域的内部中心点，依次获取点云栅格中的已划点云至各内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；所述点云栅格与栅格区域的长宽相等；
判断模块，用于判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；所述预设条件为：||PminQ×nPmin||≤a；或L＜b；
式中，Pmin表示精度点，Q为精度点对应的已划点云，PminQ表示Pmin至已划点云Q的向量，nPmin表示Pmin的法向量，a表示预设精度值；所述||PminQ×nPmin||的值越小表明PminQ与nPmin之间的夹角越。薪窃叫〉阍芉至Pmin之间的距离越。ü瓒ㄔど杈戎礱以确定已划点云至隧道基准面的最短距离；L为栅格区域的边长，b为预设边长精度值；
所述判断模块中，当精度点不满足预设条件时：
则以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，返回步骤S02重新对该点云栅格进行划分；
信息获取模块，用于通过将当前精度点对应的已划点云代入预设曲面方程以确定该已划点云所属的区域类型，所述区域类型包括超挖区域与欠挖区域；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息；
所述获取系统还包括：超欠挖方量的计算，计算公式为：
式中，n表示点云栅格的数量， 为第i个点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值即超欠挖量，L为点云栅格的边长，V表示n个点云栅格的超欠挖方量。
4.根据权利要求3所述的一种隧道中超欠挖区域信息的获取系统，其特征在于，所述判断模块中当精度点不满足预设条件时，还包括：以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，重新通过栅格划分模块对该点云栅格进行划分。
5.根据权利要求3所述的一种隧道中超欠挖区域信息的获取系统，其特征在于，所述点云划分模块还包括：点云夹角获取单元，用于获取点云至隧道中轴线的垂线，所述垂线与隧道中轴线的交点即点云对应的垂点；获取垂线与水平方向之间的夹角为点云夹角，所述水平方向即与隧道中轴线垂直，且以隧道中轴线的两侧为点云侧分标准，朝向对应点云一侧的方向；
点云轴向距离获取单元，用于以隧道中轴线的起点为原点，获取点云的垂点至原点的距离为点云轴向距离；
划分单元，用于根据点云夹角与点云轴向距离将点云划分至其对应的点云栅格。 说明书 : 一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法与系统技术领域[0001] 本发明涉及隧道领域，尤其涉及一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法与系统。背景技术[0002] 隧道开挖面在爆破过后存在体积较大的凹陷和突起，其中凹陷即超挖区域，突起即欠挖区域，其与一般表面不同，在隧道施工建设中需要进行专门的处理，例如优先喷涂或者分层喷涂。因此，超欠挖的区域位置和超欠挖量的计算是喷浆路径规划的基础。隧道点云数据可以反映出隧道的表面信息，但扫描的隧道点云数据过于密集，而且互相之间比较离散，逐个处理以获取超欠挖信息非常麻烦，另一方面，由于识别隧道信息的精度要求不是很高，所以本发明将利用栅格化技术处理点云，将隧道曲面分成若干个面积相等的栅格，分别计算出每个栅格内的超欠挖信息，以在降低逐个处理点云数据以获取超欠挖信息的计算难度的同时，提高数据处理的速度。发明内容[0003] 为了降低逐个处理点云数据以获取超欠挖信息的计算难度，本发明提出了一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法，包括步骤：[0004] S01：获取隧道点云拟合曲面，并栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云拟合曲面上的点云依次划分至其对应的点云栅格，以得到各点云栅格对应的点云为已划点云，并获取各点云栅格的内部中心点；[0005] S02：以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设个栅格区域，并分别获取预设个栅格区域的内部中心点，依次获取点云栅格中的已划点云至各内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；[0006] S03：判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；[0007] S04：通过将当前精度点代入预设曲面方程以确定点云栅格的区域类型，所述区域类型包括超挖区域与欠挖区域；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息。[0008] 进一步地，所述预设条件为：[0009] ||PminQ×nPmin||≤a；或L＜b；[0010] 式中，Pmin表示精度点，Q为精度点对应的已划点云，PminQ表示Pmin至已划点云Q的向量，nPmin表示Pmin的法向量，a表示预设精度值；所述||PminQ×nPmin||的值越小表明PminQ与nPmin之间的夹角越。薪窃叫〉阍芉至Pmin之间的距离越。ü瓒ㄔど杈戎礱以确定已划点云至隧道基准面的最短距离；L为栅格区域的边长，b为预设边长精度值。[0011] 进一步地，所述步骤S03中，当精度点不满足预设条件时：[0012] 则以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，返回步骤S02重新对该点云栅格进行划分。[0013] 进一步地，所述步骤S01中将隧道点云拟合曲面上的点云依次划分至其对应的点云栅格，其具体方法为：[0014] 获取点云至隧道中轴线的垂线，所述垂线与隧道中轴线的交点即点云对应的垂点；获取垂线与水平方向之间的夹角为点云夹角，所述水平方向即与隧道中轴线垂直，且以隧道中轴线的两侧为点云侧分标准，朝向对应点云一侧的方向；[0015] 以隧道中轴线的起点为原点，获取点云的垂点至原点的距离为点云轴向距离；[0016] 根据点云夹角与点云轴向距离将点云划分至其对应的点云栅格。[0017] 进一步地，所述获取方法还包括：超欠挖方量的计算，计算公式为：[0018][0019] 式中，n表示点云栅格的数量， 为第i个点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值即超欠挖量，L为点云栅格的边长，V表示n个点云栅格的超欠挖方量。[0020] 进一步地，所述点云栅格与栅格区域的长宽相等。[0021] 本发明还提出了一种隧道中超欠挖区域信息的获取系统，包括：[0022] 点云划分模块，用于获取隧道点云拟合曲面，并栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云拟合曲面上的点云依次划分至其对应的点云栅格，以得到各点云栅格对应的点云为已划点云，并获取各点云栅格的内部中心点；[0023] 栅格划分模块，用于以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设个栅格区域，并分别获取预设个栅格区域的内部中心点，依次获取点云栅格中的已划点云至各内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；[0024] 判断模块，用于判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；[0025] 信息获取模块，用于通过将当前精度点代入预设曲面方程以确定点云栅格的区域类型，所述区域类型包括超挖区域与欠挖区域；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息。[0026] 进一步地，所述判断模块中当精度点不满足预设条件时，还包括：[0027] 以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，重新通过栅格划分模块对该点云栅格进行划分。[0028] 进一步地，所述点云划分模块还包括：[0029] 点云夹角获取单元，用于获取点云至隧道中轴线的垂线，所述垂线与隧道中轴线的交点即点云对应的垂点；获取垂线与水平方向之间的夹角为点云夹角，所述水平方向即与隧道中轴线垂直，且以隧道中轴线的两侧为点云侧分标准，朝向对应点云一侧的方向；[0030] 点云轴向距离获取单元，用于以隧道中轴线的起点为原点，获取点云的垂点至原点的距离为点云轴向距离；[0031] 划分单元，用于根据点云夹角与点云轴向距离将点云划分至其对应的点云栅格。[0032] 与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：[0033] (1)本发明通过将点云栅格等分为预设个栅格区域，依次获取点云栅格中的已划点云至各栅格区域内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点，当精度点满足预设条件时则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离，并获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息，其通过预设条件以判断出精度对比值是否为对应的已划点云至隧道基准面的最短距离，并通过平均值近似为点云栅格的超欠挖信息，其精简了通过逐个处理点云数据以获取超欠挖信息的计算；[0034] (2)本发明通过获取精度点至已划点云的向量与精度点法向量叉乘后的模值，并利用精度点至已划点云的向量与精度点法向量之间的夹角越。Ｖ翟叫〉脑，设定精度值a，以使得两个向量在接近于平行时(即小于等于a时或者说精度点至已划点云的向量与隧道基准面接近于垂直时)，以精度点至已划点云的距离为目标最短距离，其提高了点云栅格中目标最短距离的平均值可以近似为超欠挖信息的准确度；[0035] (3)本发明中当精度点不满足预设条件时，则以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，返回步骤S02重新对该点云栅格进行划分，直至满足预设条件，其提高了已划点云至隧道基准面最短距离的精度。附图说明[0036] 图1为一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法的方法流程图；[0037] 图2为一种隧道中超欠挖区域信息的获取系统的系统模块图；[0038] 图3为隧道表面栅格化图；[0039] 图4为隧道超欠挖区域图；[0040] 图5为点云栅格划分图。具体实施方式[0041] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。[0042] 实施例一[0043] 为了降低逐个处理点云数据以获取超欠挖信息的计算难度的同时，提高数据处理的速度，如图1所示，本发明提出了一种隧道中超欠挖区域信息的获取方法，其特征在于，包括步骤：[0044] S01：获取隧道点云拟合曲面，并栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云拟合曲面上的点云依次划分至其对应的点云栅格，以得到各点云栅格对应的点云为已划点云，并获取各点云栅格的内部中心点；[0045] 所述步骤S01中将隧道点云拟合曲面上的点云依次划分至其对应的点云栅格，其具体方法为：[0046] 获取点云至隧道中轴线的垂线，所述垂线与隧道中轴线的交点即点云对应的垂点；获取垂线与水平方向之间的夹角为点云夹角，所述水平方向即与隧道中轴线垂直，且以隧道中轴线的两侧为点云侧分标准，朝向对应点云一侧的方向；[0047] 以隧道中轴线的起点为原点，获取点云的垂点至原点的距离为点云轴向距离；[0048] 根据点云夹角与点云轴向距离将点云划分至其对应的点云栅格。[0049] 需要说明的是，点云栅格的大小根据需要的精度来确定，点云栅格越。畔⒎从车脑阶既，同时，运行的计算量也会相应的增加。如图3所示，其中x表示隧道中轴线，角度a表示每块点云栅格对应的夹角，O为原点，为了后续计算，本实施例将点云栅格划分为正方形。[0050] 栅格化隧道点云拟合曲面(简称曲面)后，接下来要计算曲面上的点云属于哪一块点云栅格，由于一些点云不在拟合曲面上，所以不适合直接使用三维坐标进行计算，考虑使用极坐标来进行判断。[0051] 以本实施例图3中点云栅格A进行举例说明，y的方向表示点云栅格A中点云对应的水平方向，其与隧道中轴线处于同一水平面，x表示隧道中轴线，d表示点云栅格A中某点云的点云轴向距离，如下公式所示：[0052] 式中R为极坐标的半径(通过点云在z轴方向与y轴方向上的距离计算得到)，即点云至隧道中轴线的垂直距离。[0053] 计算整块点云栅格中点云与水平方向的夹角θ(点云夹角)，所述点云栅格中最左边的点云与最右边的点云之间的夹角设为 设点云栅格的大小为l*l，则每块点云栅格对应的夹角近似为 通过上述数据可确定各点云栅格的位置范围。由于空间中每一个点云都可以根据它与水平方向的夹角(点云夹角)以及点云轴向距离确定它属于哪一块点云栅格的位置范围，因此可通过遍历整个点云数据，将同属于一个点云栅格的所有点云数据存放到一起，便于后续进行超欠挖的计算。[0054] 拟合出的隧道点云拟合曲面只能反映隧道的整体形状，无法反映隧道的超欠挖信息，如图4所示，它对于轨迹规划来说是一个重要的影响参数，它反映隧道未喷浆之前的状态。步骤S01中通过栅格化方法将整个隧道点云拟合曲面划分为许多等面积的点云栅格，然后根据各点云的点云夹角以及点云轴向距离将点云数据划分到对应的点云栅格之中以进行下一步的计算。本发明中通过移动最小二乘法拟合出的隧道点云拟合曲面反映了点云的分布信息，可以作为点云的基准面即隧道基准面，而那些没有在隧道基准面上的点云就对应着超欠挖区域。一个点云栅格中包含许多点云数据，这些点与隧道基准面之间都有一个最短距离，在点云栅格选取面积不是很大的情况下，将一整块点云栅格内部的点与隧道基准面之间的最短距离相加取平均值，就可以表示这块点云栅格的超欠挖信息。[0055] 设预设曲面方程为f(x,y)，其中x，y表示隧道点云拟合曲面的自变量，对于曲面上的任意一点，都可以计算出该点到隧道中轴线的最短距离，设曲面上的点到隧道中轴线的距离为r(x，y)，假设空间中有一点Q，它离隧道中轴线的距离为rQ，则该问题的数学模型可以表述为：[0056] dmin＝min{||r(x,y)?rQ||}；dmin表示点Q至隧道基准面的目标最短距离。[0057] 为了求解该数学模型，进入步骤S02：[0058] S02：以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设个栅格区域，并分别获取预设个栅格区域的内部中心点，依次获取点云栅格中的已划点云至各内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；[0059] 本实施例设点云栅格的内部中心点为P0，该点的坐标为(x0，y0)，由于P0为整块点云栅格的中心，则可以以P0为划分中心点将整块栅格均分为四个区域，每块区域的边长为L，每个区域的内部中心点可以表示为：[0060] P1:(x0?0.5L，y0+0.5L)；[0061] P2:(x0+0.5L，y0+0.5L)；[0062] P3：(x0?0.5L，y0?0.5L)；[0063] P4：(x0+0.5L，y0?0.5L)；[0064] 如图5所示，由于该点云栅格空间中的某点Q，离其最近的点一定在这块点云栅格区域内，因此分别计算点Q到Pi(i＝0,1,2,3,4)之间的距离，将其中的最小的距离值赋值给dmin，对应的内部中心点的值赋值给Pmin，并进入步骤S03。[0065] S03：判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；[0066] 所述预设条件为：[0067] ||PminQ×nPmin||≤a；或L＜b；[0068] 式中，Pmin表示精度点，Q为精度点对应的已划点云，PminQ表示Pmin至已划点云Q的向量，nPmin表示Pmin的法向量，a表示预设精度值；所述||PminQ×nPmin||的值越小表明PminQ与nPmin之间的夹角越。薪窃叫〉阍芉至Pmin之间的距离越。ü瓒ㄔど杈戎礱以确定已划点云至隧道基准面的最短距离；L为栅格区域的边长，b为预设边长精度值，通过设定预设边长精度值即可保证已划点云至隧道基准面的距离为目标最短距离的准确度。[0069] 若满足预设条件，则点Q至隧道基准面的目标最短距离为dmin。[0070] 本发明通过获取精度点至已划点云的向量与精度点法向量叉乘后的模值，并利用精度点至已划点云的向量与精度点法向量之间的夹角越。Ｖ翟叫〉脑，设定精度值a，以使得两个向量在接近于平行时(即小于等于a时或者说精度点至已划点云的向量与隧道基准面接近于垂直时)，以精度点至已划点云的距离为目标最短距离，其提高了点云栅格中目标最短距离的平均值可以近似为超欠挖信息的准确度。[0071] 所述步骤S03中，当精度点不满足预设条件时：[0072] 则以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点(将Pmin赋值给P0)，返回步骤S02重新对该点云栅格进行划分。[0073] 本发明中当精度点不满足预设条件时，则以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，返回步骤S02重新对该点云栅格进行划分，直至满足预设条件，其提高了已划点云至隧道基准面最短距离的精度。[0074] 由于点云栅格区域的面积不是很大，所以通过该方法可以确定最近点在哪个区域，然后再进一步缩小寻找区间，算法的收敛速度很快。通过该方法可以得出空间中的点云到隧道基准面的最短距离。[0075] S04：通过将当前精度点代入预设曲面方程以确定点云栅格的区域类型，所述区域类型包括超挖区域与欠挖区域；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息。[0076] 将当前精度点代入到曲面方程f(x,y)中，如果计算出的函数值大于零，则表示该点处于隧道基准面的上方，属于超挖区域，如果计算的值小于零，则表示该点处于隧道基准面的下方，属于欠挖区域。[0077] 所述获取方法还包括：超欠挖方量的计算，计算公式为：[0078][0079] 式中，n表示点云栅格的数量， 为第i个点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值即超欠挖量，L为点云栅格的边长，V表示n个点云栅格的超欠挖方量。[0080] 所述点云栅格与栅格区域的长宽相等。[0081] 实施例2[0082] 如图2所示，本发明还提出了一种隧道中超欠挖区域信息的获取系统，包括：[0083] 点云划分模块，用于获取隧道点云拟合曲面，并栅格化隧道点云拟合曲面以获取预设大小的若干个点云栅格，将隧道点云拟合曲面上的点云依次划分至其对应的点云栅格，以得到各点云栅格对应的点云为已划点云，并获取各点云栅格的内部中心点；[0084] 栅格划分模块，用于以内部中心点为划分中心点将点云栅格等分为预设个栅格区域，并分别获取预设个栅格区域的内部中心点，依次获取点云栅格中的已划点云至各内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点；[0085] 判断模块，用于判断精度点是否满足预设条件，若是，则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离；[0086] 信息获取模块，用于通过将当前精度点代入预设曲面方程以确定点云栅格的区域类型，所述区域类型包括超挖区域与欠挖区域；获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息。[0087] 所述判断模块中当精度点不满足预设条件时，还包括：[0088] 以精度点对应的栅格区域为点云栅格，以精度点为划分中心点，重新通过栅格划分模块对该点云栅格进行划分。[0089] 所述点云划分模块还包括：[0090] 点云夹角获取单元，用于获取点云至隧道中轴线的垂线，所述垂线与隧道中轴线的交点即点云对应的垂点；获取垂线与水平方向之间的夹角为点云夹角，所述水平方向即与隧道中轴线垂直，且以隧道中轴线的两侧为点云侧分标准，朝向对应点云一侧的方向；[0091] 点云轴向距离获取单元，用于以隧道中轴线的起点为原点，获取点云的垂点至原点的距离为点云轴向距离；[0092] 划分单元，用于根据点云夹角与点云轴向距离将点云划分至其对应的点云栅格。[0093] 本发明通过将点云栅格等分为预设个栅格区域，依次获取点云栅格中的已划点云至各栅格区域内部中心点的距离，并获取最短的距离为精度对比值，对应的内部中心点为精度点，当精度点满足预设条件时则以精度对比值为其对应的已划点云至隧道基准面的目标最短距离，并获取点云栅格中各已划点云对应目标最短距离的平均值，根据区域类型与平均值得到该点云栅格的超欠挖信息，其通过预设条件以判断出精度对比值是否为对应的已划点云至隧道基准面的最短距离，并通过平均值近似为点云栅格的超欠挖信息，其精简了通过逐个处理点云数据以获取超欠挖信息的计算。[0094] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0095] 另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0096] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0097] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基。奔际醴桨傅慕岷铣鱿窒嗷ッ芑蛭薹ㄊ迪质庇Φ比衔庵旨际醴桨傅慕岷喜淮嬖，也不在本发明要求的保护范围之内。

专利地区：安徽

专利申请日期：2022-07-01

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN115127495B