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盾构机盾尾间隙测量系统及三维模型可视化
| 论文题名： | 盾构机盾尾间隙测量系统及三维模型可视化 |
| 关键词： | 隧道施工;盾构机;盾尾间隙;测量系统;三维模型 |
| 摘要： | 在几乎所有的项目工程中，自动化测量一直是技术人员的追求与目标。对于地铁隧道施工来讲，盾构机管片的自动化拼装是企业所制定的一项长期目标，而盾尾间隙的测量结果是实现自动化拼装的主要参数之一。盾尾间隙指的是管片外径与盾尾内壁之间的间隙，该距离过小或导致管片受到挤压产生碎裂，影响后续盾构机行进角度与路线，甚至产生重大安全事故的问题，因此盾尾间隙的测量在整个隧道挖掘的过程中有其独特的意义。在国内，当前测量盾尾间隙的方式主要还是人工测量，但是由于盾构环境较为复杂，会存在测量结果不精确以及安全方面的问题，因此本文结合工程实际需求设计了一套盾尾间隙测量系统，使用Qt作为开发平台，利用OpenCV计算机视觉库以及图像处理的相关原理进行算法的实现，通过测量界面远程控制采集模块进行图像采集与处理，再将程序计算出的盾尾间隙值显示在人机交互的界面上并保存于数据库中，最后根据各个测量点的结果，利用OpenGL进行三维模型绘制，更立体地展示每一环管片相对于盾尾的位置关系。 本文的主要研究内容如下： （1）根据现场实际测量要求进行硬件选型以及相关仪器的标定，使用3D打印设计盾尾间隙模型并在实验室搭建环境进行仿真实验； （2）整合图像采集设备和数据传输控制设备，进行测量系统程序开发以及监控界面的设计； （3）进行数据的保存和读取，保证服务器和客户端之间的正常通信； （4）根据处理数据进行三维建模，并预测管片铺设的偏移趋势，当间隙过小时给出危险提示。 目前该测量系统已在隧道内实际运行，在多个工地处都检验合格，均能够顺利测量盾尾间隙，满足测量要求的精度。 |
| 作者： | 孙木 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 陈健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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