一种盾构机刀具磨损的可视化定量标定及分析方法

摘要

本发明公开了一种安全、便捷、经济、可靠的盾构机刀具磨损的可视化定量标定及分析方法。它包括三部份内容：盾构机精密三维模型的构造、检测影像数据的姿态解算、空间场景结构恢复；其中：精密三维模型构造包括构建盾构机模型的基础框架和三维模型精细化处理两个步骤，检测影像数据的姿态解算包括相机标定、图像采集和姿态解算三个步骤，空间场景结构恢复包括图像处理、定向操作和刀具磨损定量检测三个步骤。本发明的有益效果是：实现了刀具虚拟可视化集成显示和磨损情况的数字化评估，避免刀具损坏后未及时更换而造成大面积的损伤或不必要开舱检查及更换刀具，延长的刀具的使用寿命，从而降低工程安全风险，降低工程造价，缩短工程周期。

主权项

一种盾构机刀具磨损的可视化定量标定及分析方法，其特征是，通过摄像装置进行拍照成像，然后对所得图像进行分析处理，再与刀具原始三维模型进行对比，得出刀具磨损情况，以便对需要更换的刀具进行及时处理，具体操作步骤如下：(1)盾构机精密三维模型的构造，其中：盾构机精密三维模型的构造依次包括构建盾构机模型的基础框架和三维模型精细化处理两个步骤；(2)检测影像数据的姿态解算，包括相机标定、图像采集和姿态解算三个步骤；其中，对于检测系统的摄像装置，通过标定首先确定其内参数和畸变参数，再对采集的原始影像进行畸变校正，恢复摄影时刻的光线约束关系，最后对摄像装置姿态和摄像装置在世界坐标系中的位置进行解算；(3)空间场景结构恢复，包括图像处理、定向操作和刀具磨损定量检测三个步骤，是基于OpenSceneGraph(OSG)技术实现三维可视化平台开发，测量后的影像要素以OSG图像对象的形式显示在三维平台中，并对磨损信息进行数值统计，生成并输出统计数据图表。