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龙图腾网获悉中电建成都建设投资有限公司;中电建铁路建设投资集团有限公司;中国水利水电第五工程局有限公司;重庆大学;重庆大学溧阳智慧城市研究院申请的专利基于图像处理的盾构渣土方量估算方法与系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121074116B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511604202.1，技术领域涉及：G06T7/62；该发明授权基于图像处理的盾构渣土方量估算方法与系统是由李宗奇;宋闻;杨阳;李虎军;赵炜;邹谭;吕攀;朱双欣;仉文岗;蒋明勇设计研发完成，并于2025-11-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于图像处理的盾构渣土方量估算方法与系统在说明书摘要公布了：本发明公开了基于图像处理的盾构渣土方量估算方法与系统，具体涉及隧道工程监测技术领域，该方法通过图像采集设备获取渣土RGB与深度图像，结合激光扫描和多光谱技术生成高精度三维点云数据，利用切片法计算渣土体积，并融合皮带秤质量流量与含水率数据，动态生成校准因子，实时修正体积估算结果。系统包括图像采集、点云处理、体积计算与动态校准模块，具备自动化、高精度、实时反馈等特点，有效解决了传统人工计量和单一称重方式误差大、响应慢的问题，适用于盾构施工过程中渣土方量的连续、精准监测。

本发明授权基于图像处理的盾构渣土方量估算方法与系统在权利要求书中公布了：1.基于图像处理的盾构渣土方量估算方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、设备部署与参数标定：在盾构皮带机或出渣口区域安装图像采集设备，定期对设备进行标定以获取参数，并基于背景图像划定检测区域、确定像素对应真实面积基础计算参数； S2、图像采集与点云处理：设备实时采集渣土的RGB图像与深度图像，通过双模态特征融合或多视三维重建技术生成三维点云数据，经语义分割剔除噪声与无关地物，再通过滤波、点云融合处理得到渣土点云模型； S3、体积计算与动态校准：采用切片法或三角剖分法对渣土点云模型进行体积计算，结合皮带速度参数累加得到实时出土量；同时融合皮带秤质量流量与多光谱含水率数据生成校准因子，动态修正体积估算结果以提升精度； 所述S1的过程如下： 系统布置与同步：在渣土皮带输送机上方，沿皮带横向安装往复摆动的线激光发生器；在激光器一侧固定安装一台工业相机，视场覆盖激光扫描的整个区域；激光器与相机由同一控制器同步触发； 动态扫描与图像采集：控制线激光器以恒定角速度沿皮带横向进行扫描，同时相机以固定帧率连续采集图像；每一帧图像捕获激光线在渣土和皮带表面上的一个位置的剖面曲线；在扫描周期内，激光束扫过整个皮带宽度，从而获得连续的渣土横截面轮廓； 剖面中心线提取与三维坐标计算：对每一帧采集到的图像，使用基于梯度的Steger算法提取激光条纹的中心线；根据预先标定好的激光器摆动角度、相机内参、以及激光平面与相机的外参，通过光学三角测量法，将图像中的每一个像素点精确转换为世界坐标系下的三维坐标X,Y,Z；将所有帧的三维点云融合，得到一帧完整的三维渣土表面数据； 体积计算：预先标定空皮带的三维平面模型作为基准面；将扫描得到的渣土三维点云与基准面进行比较；在采用切片法之前，对点云进行预处理； 采用切片法计算体积：沿皮带前进方向将点云切成多个薄片，计算每个薄片内渣土横截面积，再乘以切片厚度，最后累加所有薄片体积，得到该扫描周期内的渣土体积； 所述S1中对点云进行预处理的具体过程如下： 密度自适应切片：根据当前皮带速度单位和单次扫描点总数，动态计算切片厚度，公式为： 其中，为皮带横向扫描宽度，为目标点云密度，为预设的经验常数值； 统计离群点滤波：沿皮带前进方向，以厚度将点云划分为多个切片；对于每一个切片内的点云，计算所有点到基准面高度值的均值和标准差；剔除高度值不在范围内的离群点，为预设的系数； 所述S3的具体过程如下： 皮带秤集成与数据同步：在渣土皮带输送机的回程段安装皮带秤，实时测量单位长度皮带的重量，计算出皮带的净重和速度；在皮带秤附近安装位置传感器，用于标记每一段渣土的位置； 质量流量计算与关联：根据皮带速度v和计算出的体积，计算出基于体积的体积流量：，为计算体积流量时对应的时间间隔；同时，皮带秤实时测量出对应时间段的渣土质量流量，即单位时间通过的渣土质量； 实时校准因子计算：根据物质守恒原理，存在关系：，其中是渣土的瞬时密度；计算出实时的校准因子；值反映了当前渣土的视密度，包含松散系数和含水率的影响； 动态反馈校准：将计算出的实时校准因子k反馈给体积计算单元；后续的体积估算值将不再直接使用，而是使用校准后的体积，其中是初始标定的基准密度；通过闭环反馈，动态地补偿因渣土物理性质变化引起的体积估算误差； 同时，多光谱含水率信号作为辅助输入，对校准因子的变化趋势进行预判和加权。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中电建成都建设投资有限公司;中电建铁路建设投资集团有限公司;中国水利水电第五工程局有限公司;重庆大学;重庆大学溧阳智慧城市研究院，其通讯地址为：610218 四川省成都市中国(四川)自由贸易试验区天府新区正兴街道宁波路西段666号1栋17层18层19层；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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