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题名面向隧道变形检测研究的数字孪生方法
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作者
苏哲
罗哉
杨力
江文松
刘慧平
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机构
中国计量大学计量测试工程学院
中国计量大学信息工程学院
诺基亚通信系统技术(北京)有限公司
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出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期1392-1401,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(No.2022YFF0705704)
国家市场监督管理总局技术保障专项项目(No.2023YJ10)资助。
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文摘
针对隧道变形慢、难以获得有效实验检测数据导致隧道变形检测技术研究受限的问题,本文提出一种面向隧道变形检测研究的数字孪生方法,建立高保真隧道孪生模型;通过有限元模拟隧道的变形情况,输出隧道孪生模型的变形真值;搭建虚拟仿真平台,实现在虚拟环境中对隧道模型的三维激光扫描,以获得大样本检测数据,辅助训练变形检测方法;变形检测采用Geotransformer神经网络实现隧道点云配准,通过拟合隧道中轴线获取隧道断面点云,实现隧道变形分析。实验结果表明,该方法有效克服隧道变形检测技术研究受实验场地限制等问题,隧道模型表面重建平均误差为0.00253 mm,最大误差为1.1325 mm,与有限元方法输出变形真值对比,变形检测平均误差小于0.34 cm,验证该变形检测方法具备较高的准确性,基本满足工程需求。
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关键词
测量
数字孪生
隧道变形检测
表面重建
有限元
激光点云
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Keywords
measurement
digital twin
tunnel deformation detection
surface reconstruction
finite element
laser point cloud
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分类号
P232
[天文地球—摄影测量与遥感]
TN249
[电子电信—物理电子学]
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题名主动式全景视觉的隧道全断面变形检测方法
被引量：6
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作者
汤一平
袁公萍
陈麒
韩国栋
胡克钢
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机构
浙江工业大学信息工程学院
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出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第4期442-452,462,共12页
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基金
国家自然科学基金"主动三维立体全景视觉传感技术研究"项目(61070134)的资助
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文摘
针对隧道距离长、运维检测时间跨度长、可检测时间短、形变数据变化小等特点,本文提出了一种基于主动式全景视觉的隧道全断面变形检测方法。首先通过配置在隧道检测装置上的主动式全景视觉传感器对隧道横断面进行全景扫描,获取隧道全景切面扫描图像;接着通过改进的高斯曲线拟合法提取全景切面扫描图像上的亚像素激光中心点,并采用贝塞尔曲线对其进行平滑处理;然后根据全方位视觉传感器的标定结果解析出隧道横断面上内壁的几何信息;再利用隧道横断面上内壁三维点云数据进行三维重建;最后,对重构的隧道模型进行了精度分析。实验研究表明:基于主动式全景视觉的隧道全断面变形的检测方法具有检测速度快、实时性好、数据全面、可视化程度高等优点,能满足对狭长隧道进行快速定性定量分析的需求。
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关键词
隧道变形检测
隧道横断面
三维重建
主动式全景视觉
亚像素
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Keywords
tunnel deformation monitoring
tunnel cross section
tunnel 3D reconstruction
active panorama vision
sub-pixel
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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