(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221091780 5.7 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 长江三峡勘测研究院有限公司 （武 汉） 地址 430073 湖北省武汉市东湖高新区光 谷创业街99号 (72)发明人 宋志忠　王吉亮　向家菠　许琦　 贾建红　叶健　张广厦　任自强　 薛永明　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 张晓博 (51)Int.Cl. G06T 17/05(2011.01) G06T 3/40(2006.01)H04N 5/232(2006.01) H04N 13/204(2018.01) (54)发明名称 一种TBM隧洞围岩三维影 像采集方法及装置 (57)摘要 本发明属于TBM隧洞图像采集技术领域， 公 开了一种TBM隧洞围岩三维影像采集方法及装 置， 包括： 根据TBM具体开挖直径， 确定相机与岩 壁的距离， 并基于所述相机与 岩壁的距离计算旋 转角度和拍照数量； 于TBM 上安装TBM隧洞围岩三 维影像采集装置； 于TBM完成一个掘进行程， 停 机 换步时， 利用掘进机自身设备对围岩进行喷水降 温除尘； 基于计算的旋转角度和拍照数量控制 TBM隧洞围岩三维影像采集装置旋转并获取图 像， 同时利用通信设备将获取的图像数据导出； 结合标识位置信息进行图像分析处理得到掌子 面岩体的三维影像。 本发明提供了一种操作安全 且能清晰完整采集TBM隧洞全景三维影像模型成 像方法及装置 。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115375859 A 2022.11.22 CN 115375859 A 1.一种TBM隧洞围岩三维影像采集方法， 其特征在于， 所述TBM隧洞围岩三维影像采集 方法包括： 步骤一， 根据隧洞开挖直径及TBM机尺寸， 确定相机与岩壁的距离， 并基于所述相机与 岩壁的距离计算旋转角度和拍照数量； 步骤二， 于TBM机上安装TBM隧洞围岩三维影像采集装置； 于TBM完成一个掘进行程， 停 机换步时， 利用掘进机自身设备对围岩进行喷水降温除尘； 步骤三， 基于步骤一计算的旋转角度和拍照数量控制TBM 隧洞围岩三维影像采集装置 旋转并获取图像， 同时利用通信设备将获取的图像数据导出； 步骤四， 结合标识位置信息进行图像分析处 理得到掌子面岩体的三维影 像。 2.如权利要求1所述TBM隧洞围岩三维影像采集方法， 其特征在于， 所述步骤一中旋转 角度和拍照数量计算公式如下： 其中， W表示转动角度； β表示单个照相系 统覆盖视角； δ表示三维影像保证系数； d表示 相机距隧洞岩壁距离； R表示隧洞掘进半径。 3.如权利 要求1所述TBM隧洞围岩三维影像采集方法， 其特征在于， 所述步骤二中于TBM 上安装TBM隧洞围岩三维影 像采集装置包括： 于TBM掘进机的锚杆钻机底座上设置所述TBM隧洞围岩三维影像采集装置的设备舱； 并 布置线路盒和设备保护箱， 同时对各设备进行安装连接 。 4.如权利要求1所述TBM隧洞围岩三维影像采集方法， 其特征在于， 所述步骤三中获取 图像包括： 结合相机距围岩岩面距离d， 计算获取的图像的重叠保证系数大于60％， 控制获取的图 像满足三维影 像重叠率要求： 其中， D表示TBM掘进机掘进行程； α 表示单个相机 镜头视角参数值。 5.一种实施如权利要求1 ‑4任意一项所述TBM隧洞围岩三维影像采集方法的TBM隧洞围 岩三维影 像采集装置， 其特 征在于， 所述TBM隧洞围岩三维影 像采集装置设置有： 安装于TBM掘进机的锚杆钻机底座上的设备舱； 所述设备舱内设置有照相系统与控制系统； 所述照相系统的数量与TBM掘进机的锚杆钻机数量相同； 所述控制系统用于控制隧洞围岩照相前标识及照相； 所述控制系统安装于TBM掘进机 的主盾的后方； 所述控制系统与所述照相系统电信连接 。 6.如权利要求5所述TBM隧洞围岩三维影像采集装置， 其特征在于， 所述照相系统包括： 激光发射器与摄 像装置；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115375859 A 2所述激光发射器， 用于通过发射 不同颜色的光线标识照片位置； 所述摄像装置包括： 3个广角镜 头； 所述3个广角镜 头组合形成180 °视角朝向隧洞围岩； 所述激光发射器和所述摄像装置均通过定型保护 垫层固定在所述设备舱内， 在所述设 备舱的正 面开口处设有保护栓塞。 7.如权利要求5所述TBM隧洞围岩三维影像采集装置， 其特征在于， 所述控制系统设置 有设备保护箱； 所述设备保护箱内设有储 存器、 充电 电源和控制开关； 所述储存器用于储 存所述摄 像装置拍摄的照片； 所述储 存器设置有数据导出端口； 所述充电 电源通过电源线为所述摄 像装置和所述激光发射器供电； 所述控制开关用于通过电信通讯控制所述摄像装置、 所述激光发射器和所述设备舱的 舱门工作； 同时所述控制开关控制所述保护栓塞的开闭。 8.一种计算机设备， 其特征在于， 所述计算机设备包括存储器和处理器， 所述存储器存 储有计算机程序， 所述计算机程序被所述处理器执行时， 使得所述处理器执行如权利要求 1‑4任意一项所述TBM隧洞围岩三维影 像采集方法的步骤。 9.一种计算机可读存储介质， 存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时， 使 得所述处理器执行如权利要求1 ‑4任意一项所述TBM隧洞围岩三维影 像采集方法的步骤。 10.一种信息数据处理终端， 其特征在于， 所述信息数据处理终端用于执行如权利要求 1‑4任意一项所述TBM隧洞围岩三维影 像采集方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115375859 A 3