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原文传递岩体结构面自动识别方法及系统

专利名称：	岩体结构面自动识别方法及系统
摘要：	本发明提供了岩体结构面自动识别方法及系统。其中，岩体结构面自动识别方法，包括匹配融合三维激光点云数据与全景二维影像，使全景二维影像中所有像素点与三维激光点云数据相应的三维坐标一一对应；提取全景二维影像中的结构面迹线，根据坐标的对应关系，识别出三维激光点云数据中对应的三维结构面迹线，进而得到三维结构面迹线长度；根据结构面圆盘直径与三维结构面迹线长度的概率分布关系，预测出结构面圆盘直径范围；利用三维激光点云数据中的三维结构面迹线来拟合结构面圆盘，使得结构面迹线上的所有点与结构面圆盘的距离之和最小，最终判定拟合的结构面圆盘所在的平面为岩体结构面，且岩体结构面的直径范围与结构面圆盘直径范围相同。
专利类型：	发明专利
申请人：	山东大学
发明人：	刘洪亮;秦承帅;高雪池;孙子正;王凯;胡杰;范宏运;崔兰玉;杨光宇
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T14:00:00+0805
申请号：	CN201911421778.9
公开号：	CN111007067A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	张庆骞
分类号：	G01N21/84;G01N15/08;G;G01;G01N;G01N21;G01N15;G01N21/84;G01N15/08
申请人地址：	250061 山东省济南市历下区经十路17923号
主权项：	1.一种岩体结构面自动识别方法，其特征在于，包括：接收岩体结构周围的全景二维影像及三维激光点云数据；匹配融合三维激光点云数据与全景二维影像，使全景二维影像中所有像素点与三维激光点云数据相应的三维坐标一一对应；提取全景二维影像中的结构面迹线，根据坐标的对应关系，识别出三维激光点云数据中对应的三维结构面迹线，进而得到三维结构面迹线长度；根据结构面圆盘直径与三维结构面迹线长度的概率分布关系，预测出结构面圆盘直径范围；利用三维激光点云数据中的三维结构面迹线来拟合结构面圆盘，使得结构面迹线上的所有点与结构面圆盘的距离之和最小，最终判定拟合的结构面圆盘所在的平面为岩体结构面，且岩体结构面的直径范围与结构面圆盘直径范围相同。 2.如权利要求1所述的一种岩体结构面自动识别方法，其特征在于，提取全景二维影像中的结构面迹线的过程为：选择Canny算子检测全景二维影像中岩体结构的边缘，再经霍夫变换将提取的边缘拟合为直线，形成直线化的结构面迹线。 3.如权利要求1所述的一种岩体结构面自动识别方法，其特征在于，根据三维结构面积线的两个端点之间距离，计算出三维结构面迹线长度。 4.如权利要求1所述的一种岩体结构面自动识别方法，其特征在于，结构面圆盘直径与三维结构面迹线长度的概率分布关系为： p(l≤D≤3l)＝0.99 p(l≤D≤10l)＝0.01 其中，D为结构面圆盘直径；l为三维结构面迹线长度；p为概率。 5.一种岩体结构面自动识别系统，其特征在于，包括：数据接收模块，其用于接收岩体结构周围的全景二维影像及三维激光点云数据；坐标匹配模块，其用于匹配融合三维激光点云数据与全景二维影像，使全景二维影像中所有像素点与三维激光点云数据相应的三维坐标一一对应；结构面迹线识别模块，其用于提取全景二维影像中的结构面迹线，根据坐标的对应关系，识别出三维激光点云数据中对应的三维结构面迹线，进而得到三维结构面迹线长度；结构面圆盘直径预测模块，其用于根据结构面圆盘直径与三维结构面迹线长度的概率分布关系，预测出结构面圆盘直径范围；岩体结构面确定模块，其用于利用三维激光点云数据中的三维结构面迹线来拟合结构面圆盘，使得结构面迹线上的所有点与结构面圆盘的距离之和最小，最终判定拟合的结构面圆盘所在的平面为岩体结构面，且岩体结构面的直径范围与结构面圆盘直径范围相同。 6.如权利要求5所述的一种岩体结构面自动识别系统，其特征在于，在所述结构面迹线识别模块中，提取全景二维影像中的结构面迹线的过程为：选择Canny算子检测全景二维影像中岩体结构的边缘，再经霍夫变换将提取的边缘拟合为直线，形成直线化的结构面迹线。 7.如权利要求5所述的一种岩体结构面自动识别系统，其特征在于，在所述结构面迹线识别模块中，根据三维结构面积线的两个端点之间距离，计算出三维结构面迹线长度。 8.如权利要求5所述的一种岩体结构面自动识别系统，其特征在于，在所述结构面圆盘直径预测模块中，结构面圆盘直径与三维结构面迹线长度的概率分布关系为： p(l≤D≤3l)＝0.99 p(l≤D≤10l)＝0.01 其中，D为结构面圆盘直径；l为三维结构面迹线长度；p为概率。 9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的岩体结构面自动识别方法中的步骤。 10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的岩体结构面自动识别方法中的步骤。
所属类别：	发明专利