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申请/专利权人：沈阳辽连盛科技有限公司

摘要：本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种土层掘进刀具损伤状态检测方法，包括：采集盾构机刀盘区域以及掌子面区域在若干监测帧中的点云数据；根据同一盾构监测区域的点云数据在相邻监测帧之间对应数据点的位移变化情况，构建盾构监测位置变化度序列；根据盾构监测位置变化度序列之间盾构监测位置变化度的关联情况，得到每个盾构监测位置变化度的监测变化关联度；根据盾构机刀盘区域的不同盾构监测位置变化度之间的差异情况，得到每个盾构图像点在每帧监测帧中的结构置信度；根据每个盾构图像点的结构置信度对盾构机进行数据清洗。本发明清洗了点云数据中受到较大干扰的数据点，提高了检测结果的准确性。

主权项：1.一种土层掘进刀具损伤状态检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集盾构机刀盘区域以及掌子面区域在若干监测帧中的点云数据，所述点云数据包含多个具有三维空间位置信息的盾构图像点，每个盾构图像点在每帧监测帧中对应一个数据点；将盾构机刀盘区域以及掌子面区域均记为一个盾构监测区域，根据同一盾构监测区域的点云数据在相邻监测帧之间对应数据点的位移变化情况，构建每个盾构监测区域的盾构监测位置变化度序列；根据不同盾构监测区域的盾构监测位置变化度序列之间盾构监测位置变化度的关联情况，得到盾构机刀盘区域的盾构监测位置变化度序列中每个盾构监测位置变化度的监测变化关联度；根据盾构机刀盘区域的不同盾构监测位置变化度之间的差异情况，得到每个盾构图像点在每帧监测帧中的结构置信度；根据每个盾构图像点的结构置信度对盾构机进行数据清洗；所述根据同一盾构监测区域的点云数据在相邻监测帧之间对应数据点的位移变化情况，构建每个盾构监测区域的盾构监测位置变化度序列，包括的具体方法为：预设一个窗口预设边长；对于任意一个盾构监测区域，将盾构监测区域的任意一个盾构图像点记为目标盾构图像点；对于盾构监测区域的任意一帧监测帧，将目标盾构图像点在监测帧中对应的数据点记为目标盾构图像点的目标盾构监测数据点；以目标盾构监测数据点为中心，窗口大小的窗口区域记为目标盾构监测数据点的邻域数据点区域；获取目标盾构图像点的所有目标盾构监测数据点的邻域数据点区域；对于目标盾构图像点的任意两个相邻的目标盾构监测数据点，在这两个目标盾构监测数据点中，将第一个目标盾构监测数据点记为参考盾构监测数据点，将第二个目标盾构监测数据点记为标记盾构监测数据点；根据参考盾构监测数据点与标记盾构监测数据点之间对应邻域数据点区域内数据点的变化差异距离，得到标记盾构监测数据点的邻域变动程度；根据邻域变动程度，获取盾构监测区域在每帧监测帧中的盾构监测位置变化度；将盾构监测区域的所有盾构监测位置变化度构成的序列，记为盾构监测区域的盾构监测位置变化度序列；所述根据不同盾构监测区域的盾构监测位置变化度序列之间盾构监测位置变化度的关联情况，得到盾构机刀盘区域的盾构监测位置变化度序列中每个盾构监测位置变化度的监测变化关联度，包括的具体方法为：预设一个盾构监测位置变化度的参考数量；将盾构机刀盘区域的盾构监测位置变化度序列中任意一个盾构监测位置变化度记为目标盾构监测位置变化度，将目标盾构监测位置变化度左侧个盾构监测位置变化度以及目标盾构监测位置变化度右侧个盾构监测位置变化度共同构成的数据段，记为目标盾构监测位置变化度的邻域参考数据段；获取目标盾构监测位置变化度的邻域参考数据段中每个盾构监测位置变化度的盾构区域关联值；将盾构机刀盘区域的盾构监测位置变化度序列中任意一个盾构监测位置变化度，记为第一目标盾构监测位置变化度；根据第一目标盾构监测位置变化度的邻域参考数据段内整体盾构监测位置变化度的盾构区域关联值，得到第一目标盾构监测位置变化度的监测变化关联因子；在盾构机刀盘区域的盾构监测位置变化度序列中，将第一个盾构监测位置变化度的监测变化关联因子与第二个盾构监测位置变化度的监测变化关联因子的乘积，记为第二个盾构监测位置变化度的监测变化关联度；将第二个盾构监测位置变化度的监测变化关联度与第三个盾构监测位置变化度的监测变化关联因子的乘积，记为第三个盾构监测位置变化度的监测变化关联度；将第三个盾构监测位置变化度的监测变化关联度与第四个盾构监测位置变化度的监测变化关联因子的乘积，记为第四个盾构监测位置变化度的监测变化关联度；以此类推，获取每个盾构监测位置变化度的监测变化关联度；所述根据盾构机刀盘区域的不同盾构监测位置变化度之间的差异情况，得到每个盾构图像点在每帧监测帧中的结构置信度，包括的具体方法为：在盾构机刀盘区域的盾构监测位置变化度序列中，将任意两个不同的盾构监测位置变化之间差值的绝对值作为距离度量，对所有盾构监测位置变化度进行层次聚类，得到若干聚类簇；根据盾构机刀盘区域在第个盾构监测位置变化度所属聚类簇内不同盾构监测位置变化度之间的差异情况，以及盾构机刀盘区域的第个盾构图像点在第帧监测帧中的邻域变动程度，得到盾构机刀盘区域的第个盾构图像点在第帧监测帧中的结构置信因子；获取盾构机刀盘区域的所有盾构图像点在第帧监测帧中的结构置信因子，对所有的结构置信因子进行线性归一化，将归一化后的每个结构置信因子记为结构置信度。

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