《隧道断面变形监测方法及相关装置.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道断面变形监测方法及相关装置.docx（19页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、PATEXPLRER专利探索者一全球创新始于探索隧道断面变形监测方法及相关装置申请号：CN.1申请日：20200109申请（专利权）人：深圳大学地址：广东省深圳市南山区南海大道3688号发明人：刘肖琳,于起峰,张跃强,丁晓华1主分类号：G01B11/16公开（公告）号：CNB公开（公告）日：20210820代理机构：广州三环专利商标代理有限公司代理人：熊永强,王勤(19)中华人民共和国国家知识产权局(10)授权公告号CNB (45)授权公告日20210820(21)申请号CN.1(12)发明专利(22)申请日20200109(71)申请人深圳大学地址广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)
2、发明人刘肖琳，于起峰，张跃强，丁晓华(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司代理人熊永强，王勤(54)发明名称通过所述传个相机观测站的至少个基准传3 通相机荻得所述行外相机观测站的兄动早隧道断面变形监测方法及相关装置(57)摘要本申请公开了一种隧道断面变形监测方法及相关装置，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，方法包括：通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个待
3、测点处于待测隧道的作业范围内；根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。采用本申请实施例有助于提高隧道断面变形测量的准确性。通过所述侮个相机观测站的神钻相机防外对其对梗的多个待测虫进行断血变形测火ln,里所述每个相机观测站对应的多个初始曲面2变形做集合.所述多个初始新面变形跳集合勺所述多个待洌点一对应所述多个行测点处于待前隧道的作业范惘内权利要求书1 .一种隧道断面变形监测方法，其特征在于，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，所述至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，所述方法包括：通过所述
4、每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量：通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，所述多个初始断面变形量集合与所述多个待测点一一对应，所述多个待测点处于待测隧道的作业范围内；根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，所述多个最终断面变形量集合与所述多个初始断面变形量集合一一对应；其中，所述至少一个相机观测站的数量为N,所述N为大于1的整数，所述通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的
5、晃动量，包括:通过N个基准传递相机包括的N个相机观测(N-I)个标志单元，得到所述N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵，所述初始刚体变换矩阵包括旋转矩阵和平移向量：获取目标基准传递相机，所述目标基准传递相机为所述N个基准传递相机中的任意一个；根脑所述N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵和预存的刚体变换关系公式获得所述目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵，所述每个基准传递相机为所述N个基准传递相机中的任意一个；根据所述目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵获得所述每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、
6、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量，以及将所述每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量确定为所述每个相机观测站的晃动量。2 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量相机阵列包括多个测量相机，所述多个测量相机的焦距各不相同，所述多个测量相机与所述多个待测点一一对应；所述基准传递相机包括相机和标志单元；所述测量相机阵列满足所述测量相机阵列所处相机观测站的第一前提条件；所述基准传递相机满足所述基准传递相机所处相机观测站的第二前提条件：其中，所述第一前提条件包括所述多个测量相机中的每个测量相机相对于其对应的待测点的放大倍数、
7、所述每个测量相机与其对应的待测点的水平距离、所述每个测量相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数；所述第二前提条件包括所述相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数、所述标志单元相对于其所处相机观测站的位置姿态参数。3 .根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，包括：通过每个测量相机对预设待测点集合进行亚像素定位，得到所述每个测量相机对应的待测点，所述每个测量相机为所述每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机中的测量相机；通过所述每个测量相机对其对应的待测点进行断
8、面变形跟踪测量，得到所述每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量，以及将所述每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量确定为所述每个测量相机对应的初始断面变形量集合；将所述每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机对应的所有初始断面变形量集合确定为所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合。4 .根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形集合进行校正，得到多个最终断面变形集合，包括.而据所述每个相机观测站对应的偏航角和中间断面水平方向位移量、所述每个相机观测站对应的多个
9、初始断面水平方向位移量和预存的断面水平变形校正公式获得所述每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量，所述多个最终断面水平方向位移量与所述多个初始断面水平方向位移量对应；根据所述每个相机观测站对应的俯仰角和中间断面垂直方向位移量、所述每个相机观测站对应的多个初始断面垂直方向位移量和预存的断面垂直变形校正公式获得所述每个相机观测站对应的多个最终断面垂直方向位移量，所述多个最终断面垂直方向位移量与所述多个初始断面垂直方向位移量对应；将所述每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量和多个最终断面垂直方向位移量确定为所述每个相机观测站对应的多个最终断面变形集合。5 .一种隧道断面变形监测装置，
10、其特征在于，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，所述至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，所述装置包括：第一获得单元，用于通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量；第二获得单元，用于通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，所述多个初始断面变形量集合与所述多个待测点一一对应，所述多个待测点处于待测隧道的作业范围内；校正单元，用于根据所述每个相机观测站的晃动量对所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集
11、合，所述多个最终断面变形量集合与所述多个初始断面变形量集合一一对应；其中，所述至少一个相机观测站的数量为N,所述N为大于1的整数，在通过所述每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得所述每个相机观测站的晃动量方面，所述第一获得单元具体用于：6 .根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在通过所述每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到所述每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合方面，所述第二获得单元具体用于：7 .一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括
12、用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法中的部分或全部步骤的指令。8 .一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行，以实现如权利要求4任一项所述的方法。说明书隧道断面变形监测方法及相关装置技术领域本申请涉及隧道监测技术领域，具体涉及一种隧道断面变形监测方法及相关装置。背景技术目前，隧道断面变形监测方法包括接触式测量方法和非接触式测量方法。由于接触式测量方法和非接触式测量方法均仅考虑隧道断面变形的影响，因此隧道断面变形监测方法针对隧道断面变形测量的准确性有待进一步提高。发明内容本申请实施例提供一种隧道断面变形监测方法及相关装置，用于提
13、高隧道断面变形测量的准确性。第一方面，本申请实施例提供一种隧道断面变形监测方法，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，方法包括：通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内；根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，多个最终断面变形量集合
14、与多个初始断面变形量集合一一对应。第二方面，本申请实施例提供一种隧道断面变形监测装置，应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，装置包括：第一获得单元，用于通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；第二获得单元，用于通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内；校正单元，用于根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行
15、校正，得到多个最终断面变形量集合，多个最终断面变形量集合与多个初始断面变形量集合一一对应。第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置由上述处理器执行，上述程序包括用于执行如本申请实施例第一方面的方法中的部分或全部步骤的指令。第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，上述计算机程序被处理器执行，以实现本申请实施例第一方面的方法中所描述的部分或全部步骤。第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机
16、可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行本申请实施例第一方面的方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。可以看出，相较于现有的隧道断面变形监测方法仅考虑隧道断面变形的影响，未考虑到相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，在本申请实施例中，首先获得每个相机观测站的晃动量，然后获得每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，最后基于每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。由于消除了相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施
17、例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。图IA是本申请实施例提供的一种隧道断面变形监测方法的流程示意图；图IB是本申请实施例提供的一种相机测量系统的示意图；图IC是本申请实施例提供的另一种相机测量系统的示意图：图2是本申请实施例提供的另一种隧道断面变形监测方法的流程示意图；图3是本申请实施例提供的一种隧道断面变形监测装置的功能单元组成框图；图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本
18、申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位
19、置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。电子设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(userequipment,UE),移动台(mobilestation,MS),终端设备(terminaldevice,TD)等等。下面对本申请实施例进行详细介绍。请参见图1A,图IA是本申请实施例提供的一种隧道断面变形监测方法的流程示意图，该隧道断面变形监测方法应用于包括至少一个相机观测站
20、的相机测量系统，该至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，该隧道断面变形监测方法包括步骤101-103,具体如下：101：隧道断面变形监测装置通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量。在一些可能的实施例中，至少一个相机观测站的数量为N,N为大于1的整数，隧道断面变形监测装置通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量，包括：隧道断面变形监测装置通过N个基准传递相机包括的N个相机观测(NT)个标志单元，得到N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵，初始刚体变换矩阵包括旋转矩阵和平移向量；隧道断面变
21、形监测装置获取目标基准传递相机，目标基准传递相机为N个基准传递相机中的任意一个；隧道断面变形监测装置根据N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵和预存的刚体变换关系公式获得目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵，每个基准传递相机为N个基准传递相机中的任意一个；隧道断面变形监测装置根据目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵获得每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量，以及将每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量确定为每个相机观测站
22、的晃动量。隧道断面变形监测装置通过上一级基准传递相机包括的相机观测下一级基准传递相机包括的标志单元，得到上一级基准传递相机至下一级基准传递相机的旋转矩阵和平移向量，上一级基准传递相机和下一级基准传递相机为N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机；隧道断面变形监测装置根据上一级基准传递相机至下一级基准传递相机的旋转矩阵和平移向量获得上一级基准传递相机至下一级基准传递相机的初始刚体变换矩阵。举例来说，如果第i级基准传递相机至第（i+l）级基准传递相机的旋转矩阵为（i+l）Ri和平移向量为（i+Dti,那么第i级基准传递相机至第（i+l）级基准传递相机的初始刚体变换矩阵为刚体变换关系公式预先存储
23、于隧道断面变形监测装置中，刚体变换关系公式为：IHk为第k基准传递相机至第1级基准传递相机的最终刚体变换矩阵。隧道断面变形监测装置解析目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵包括的旋转矩阵，得到每个基准传递相机所处相机观测站的俯仰角8、偏航角中间断面水平方向位移量c和中间断面竖直方向位移量yco可见，在本示例中，首先获得N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵，然后根据N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵和刚体变换关系公式获得目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵，最后将根据目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变
24、换矩阵获得的每个基准传递相机所处相机观测站的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量确定为每个相机观测站的晃动量。进而基于每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。由于消除了相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。102：隧道断面变形监测装置通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内隧道断面变形监测装置使用断面变形测量
25、算法通过每个相机观测站的测量相机阵列对测量相机阵列对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合；其中，断面变形测量算法用于测量隧道断面变形，断面变形测量算法不作限定。多个待测点可以包括近场待测点、中场待测点和远场待测点。在一些可能的实施例中，测量相机阵列包括多个测量相机，多个测量相机的焦距各不相同，多个测量相机与多个待测点一一对应；基准传递相机包括相机和标志单元;测量相机阵列满足测量相机阵列所处相机观测站的第一前提条件；基准传递相机满足基准传递相机所处相机观测站的第二前提条件；其中，第一前提条件包括多个测量相机中的每个测量相机相对于其对应的待测点的放大倍数、
26、每个测量相机与其对应的待测点的水平距离、每个测量相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数；第二前提条件包括相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数、标志单元相对于其所处相机观测站的位置姿态参数。多个测量相机可以包括近场测量相机、中场测量相机和远场测量相机；焦距长短:近场测量相机V中场测量相机V远场测量相机；近场测量相机对应近场待测点，中场测量相机对应中场测量点，远场测量相机对应远场待测点。标志单元的形状可以是圆形、对顶角、十字形，标志单元可以主动发光，也可以依靠发射日光或其他光源进行成像。标志单元优选红外光的标志单元。每个测量相机相对于其对应的待测点的放大倍数、每个测量相机与其对应的待测点的水
27、平距离、每个测量相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数均是测量人员预先配置的，每个测量相机为每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机中的测量相机。相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数和标志单元相对于其所处相机观测站的位置姿态参数也均是测量人员预先配置的，相机为每个相机观测站的基准传递相机包括的相机，标志单元为每个相机观测站的基准传递相机包括的标志单元。可见，在本示例中，由于测量相机阵列满足测量相机阵列所处相机观测站的第一前提条件，且基准传递相机满足基准传递相机所处相机观测站的第二前提条件，因此获得的每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合和每个相机观测站的晃动量更加准确。进而得到
28、的多个最终断面变形量集合更加准确，这样有助于提高隧道断面变形测量的准确性。举例来说，如图IB所示，图IB是本申请实施例提供的一种相机测量系统的示意图，该相机测量系统包括三个相机观测站，三个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，测量相机阵列包括近场测量相机、中场测量相机和远场测量相机，基准传递相机包括相机和标志单元，近场测量相机对应近场待测点，中场测量相机对应中场待测点，远场测量相机对应远场待测点，三个测量相机阵列的观测方向与三个基准传递相机的观测方向相同。在一些可能的实施例中，隧道断面变形监测装置通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到
29、每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，包括：隧道断面变形监测装置通过每个测量相机对预设待测点集合进行亚像素定位，得到每个测量相机对应的待测点，每个测量相机为每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机中的测量相机；隧道断面变形监测装置通过每个测量相机对其对应的待测点进行断面变形跟踪测量，得到每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量，以及将每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量确定为每个测量相机对应的初始断面变形量集合；隧道断面变形监测装置将每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机对应的所有初始断面变形量集合确定为每个相机观测站对应
30、的多个初始断面变形量集合。隧道断面变形监测装置使用亚像素定位算法通过每个测量相机对预设待测点集合进行亚像素定位，得到每个测量相机对应的待测点；其中，亚像素定位算法可以包括自适应滤波算法、自适应阈值算法、灰度图像拟合算法、最小二乘匹配算法。可见，在本示例中，首先通过每个测量相机对预设待测点集合进行亚像素定位，得到每个测量相机对应的待测点，然后通过每个测量相机对其对应的待测点进行断面变形跟踪测量，得到每个测量相机对应的初始断面水平方向位移量和初始断面竖直方向位移量（及初始断面变形量集合），最后将每个相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机对应的所有初始断面变形量集合确定为每个相机观测站对应的多个
31、初始断面变形量集合。进而基于每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。由于消除了相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。103：隧道断面变形监测装置根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，多个最终断面变形量集合与多个初始断面变形量集合一一对应。可以看出，相较于现有的隧道断面变形监测方法仅考虑隧道断面变形的影响，未考虑到相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，在本申请实施例中，首先获得每个相机观测站的晃动量，然后获得每个
32、相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，最后基于每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。由于消除了相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。在一些可能的实施例中，隧道断面变形监测装置根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形集合进行校正，得到多个最终断面变形集合,包括：隧道断面变形监测装置根据每个相机观测站对应的偏航角和中间断面水平方向位移量、每个相机观测站对应的多个初始断面水平方向位移量和预存的断面水平变形校正公式获得每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量，
33、多个最终断面水平方向位移量与多个初始断面水平方向位移量对应；隧道断面变形监测装置根据每个相机观测站对应的俯仰角和中间断面垂直方向位移量、每个相机观测站对应的多个初始断面垂直方向位移量和预存的断面垂直变形校正公式获得每个相机观测站对应的多个最终断面垂直方向位移量，多个最终断面垂直方向位移量与多个初始断面垂直方向位移量对应；隧道断面变形监测装置将每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量和多个最终断面垂直方向位移量确定为每个相机观测站对应的多个最终断面变形集合。断面水平变形校正公式预先存储于隧道断面变形监测装置中，如果每个相机观测站对应的多个初始断面水平方向位移量包括近场测量相机对应的初始断面
34、水平方向位移量、中场测量相机对应的初始断面水平方向位移量和远场测量相机对应的初始断面水平方向位移量，那么断面水平变形校正公式为：为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机对应的最终断面水平方向位移，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机与其对应的待测点的放大倍数，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机对应的初始断面水平方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的中间断面水平方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机与其对应的待测点的水平距离，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的偏航角，第m级基准传递相机为N个基准传递相机中
35、的其中一个。为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机对应的最终断面水平方向位移，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机与其对应的待测点的放大倍数，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机对应的初始断面水平方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的中间断面水平方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机与其对应的待测点的水平距离，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的偏航角。为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机对应的最终断面水平方向位移，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机与其对应的待测点的放大
36、倍数，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机对应的初始断面水平方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的中间断面水平方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机与其对应的待测点的水平距离，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的偏航角。断面垂直变形校正公式预先存储于隧道断面变形监测装置中，如果每个相机观测站对应的多个初始断面竖直方向位移量包括近场测量相机对应的初始断面竖直方向位移量、中场测量相机对应的初始断面竖宜方向位移量和远场测量相机对应的初始断面竖直方向位移量，那么断面垂直变形校正公式为：为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机对应的
37、最终断面垂直方向位移，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机与其对应的待测点的放大倍数，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机对应的初始断面垂直方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的中间断面垂宜方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的近场测量相机与其对应的待测点的水平距离，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角，第m级基准传递相机为N个基准传递相机中的其中一个。为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机对应的最终断面垂直方向位移，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机与其对应的待测点的放大倍数，为第m级基准传
38、递相机所处相机观测站包括的中场测量相机对应的初始断面垂直方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的中间断面垂直方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的中场测量相机与其对应的待测点的水平距离，为第In级基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角。为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机对应的最终断面垂直方向位移，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机与其对应的待测点的放大倍数，为第m级基准传递相机所处相机观测站包括的远场测量相机对应的初始断面垂直方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的中间断面垂宜方向位移量，为第m级基准传递相机所处相机观测
39、站包括的远场测量相机与其对应的待测点的水平距离，为第m级基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角。可见，在本示例中，基于每个相机观测站对应的偏航角和中间断面水平方向位移量、每个相机观测站对应的多个初始断面水平方向位移量和断面水平变形校正公式获得每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量，基于每个相机观测站对应的俯仰角和中间断面垂直方向位移量、每个相机观测站对应的多个初始断面垂直方向位移量和断面垂直变形校正公式获得每个相机观测站对应的多个最终断面垂直方向位移量，将每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量和多个最终断面垂直方向位移量确定为每个相机观测站对应的多个最终断面变形集合。由于消除了
40、相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。在一些可能的实施例中，基准传递相机包括的相机为基准传递相机所处相机观测站的测量相机阵列包括的多个测量相机中的任意一个。在一些可能的实施例中，基准传递相机为测量平台，测量平台用于测量测量平台所处相机观测站的晃动量。在一些可能的实施例中，至少一个测量相机阵列的观测方向与至少一个基准传递相机的观测方向相同；或者，至少一个测量相机阵列的观测方向与至少一个基准传递相机的观测方向相反。举例来说，如图IC所示，图IC是本申请实施例提供的另一种相机测量系统的示意图，该相机测量系统包括三个相机观测站，三个相机观测站中的每个相机观
41、测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，测量相机阵列包括近场测量相机、中场测量相机和远场测量相机，基准传递相机包括相机和标志单元，近场测量相机对应近场待测点,中场测量相机对应中场待测点，远场测量相机对应远场待测点，三个测量相机阵列的观测方向与三个基准传递相机的观测方向相反。与上述图IA所示的实施例一致的，请参见图2,图2为本申请实施例提供的另一种隧道断面变形监测方法的流程示意图，该隧道断面变形监测方法应用于包括至少一个相机观测站的相机测量系统，该至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机，至少一个相机观测站的数量为N,N为大于1的整数，该隧道断面变形监测方法包括步骤20
42、1-208,具体如下：201：隧道断面变形监测装置通过N个基准传递相机包括的N个相机观测(NT)个标志单元，得到N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵，初始刚体变换矩阵包括旋转矩阵和平移向量。202：隧道断面变形监测装置获取目标基准传递相机，目标基准传递相机为N个基准传递相机中的任意一个。203：隧道断面变形监测装置根据N个基准传递相机中任意两个相邻的基准传递相机的初始刚体变换矩阵和预存的刚体变换关系公式获得目标基准传递相机至每个基准传递相机的最终刚体变换矩阵，每个基准传递相机为N个基准传递相机中的任意一个。204：隧道断面变形监测装置根据目标基准传递相机至每个基准传递
43、相机的最终刚体变换矩阵获得每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量，以及将每个基准传递相机所处相机观测站对应的俯仰角、偏航角、中间断面水平方向位移量和中间断面竖直方向位移量确定为每个相机观测站的晃动量。205：隧道断面变形监测装置通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变量集合包括多个初始断面水平方向位移量和多个初始断面竖直方向位移量，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内。206：隧道断面变形监测装置根据每
44、个相机观测站对应的偏航角和中间断面水平方向位移量、每个相机观测站对应的多个初始断面水平方向位移量和预存的断面水平变形校正公式获得每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量，多个最终断面水平方向位移量与多个初始断面水平方向位移量一一对应。207：隧道断面变形监测装置根据每个相机观测站对应的俯仰角和中间断面垂直方向位移量、每个相机观测站对应的多个初始断面垂直方向位移量和预存的断面垂直变形校正公式获得每个相机观测站对应的多个最终断面垂直方向位移量，多个最终断面垂直方向位移量与多个初始断面垂直方向位移量一一对应。208：隧道断面变形监测装置将每个相机观测站对应的多个最终断面水平方向位移量和多个最终
45、断面垂直方向位移量确定为每个相机观测站对应的多个最终断面变形集合O需要说明的是，图2所示的方法的各个步骤的具体实现过程可参见上述方法的具体实现过程，在此不再叙述。上述实施例主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，隧道断面变形监测装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对一个特定的应用使用
46、不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。本申请实施例可以根据方法示例对隧道断面变形监测装置进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。下面为本申请装置实施例，本申请装置实施例用于执行本申请方法实施例所实现的方法。请参见图3,图3是本申请实施例提供的一种隧道断面变形监测装置的功能单元组成框图，该隧道断面变形监测装置应用于包括至少一
47、个相机观测站的相机测量系统，该至少一个相机观测站中的每个相机观测站均包括测量相机阵列和基准传递相机,该隧道断面变形监测装置300包括：第一获得单元301,用于通过每个相机观测站的至少一个基准传递相机获得每个相机观测站的晃动量；第二获得单元302,用于通过每个相机观测站的测量相机阵列对其对应的多个待测点进行断面变形测量，得到每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，多个初始断面变形量集合与多个待测点一一对应，多个待测点处于待测隧道的作业范围内；校正单元303,用于根据每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合，多个最终断面变形量集合与
48、多个初始断面变形量集合一一对应。可以看出，相较于现有的隧道断面变形监测方法仅考虑隧道断面变形的影响，未考虑到相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，在本申请实施例中，首先获得每个相机观测站的晃动量，然后获得每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合，最后基于每个相机观测站的晃动量对每个相机观测站对应的多个初始断面变形量集合进行校正，得到多个最终断面变形量集合。由于消除了相机观测站的不稳定对隧道断面变形测量的影响，因此有助于提高隧道断面变形测量的准确性。在一些可能的实施例中，测量相机阵列包括多个测量相机，多个测量相机的焦距各不相同，多个测量相机与多个待测点一一对应；基准传递相机包括相机和标志单元;测量相机阵列满足测量相机阵列所处相机观测站的第一前提条件：基准传递相机满足基准传递相机所处相机观测站的第二前提条件；其中，第一前提条件包括多个测量相机中的每个测量相机相对于其对应的待测点的放大倍数、每个测量相机与其对应的待测点的水平距离、每个测量相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数；第二前提条件包括相机相对于其所处相机观测站的位置姿态参数、标志单元相对于其所处相机观测站的位置姿态参数。在一些可能的实施例中，至少一个相机
