激光与红外

作者：苏哲

单位：1.中国计量大学 计量测试工程学院,浙江 杭州 310018；2.中国计量大学 信息工程学院,浙江 杭州 310018；3.诺基亚通信系统技术北京有限公司,浙江 杭州 310051；

关键词：测量;数字孪生;隧道变形检测;表面重建;有限元;激光点云

基金：国家重点研发计划项目(No.2022YFF0705704)；国家市场监督管理总局技术保障专项项目(No.2023YJ10)资助。

针对隧道变形慢、难以获得有效实验检测数据导致隧道变形检测技术研究受限的问题,本文提出一种面向隧道变形检测研究的数字孪生方法,建立高保真隧道孪生模型；通过有限元模拟隧道的变形情况,输出隧道孪生模型的变形真值；搭建虚拟仿真平台,实现在虚拟环境中对隧道模型的三维激光扫描,以获得大样本检测数据,辅助训练变形检测方法；变形检测采用Geotransformer神经网络实现隧道点云配准,通过拟合隧道中轴线获取隧道断面点云,实现隧道变形分析。实验结果表明,该方法有效克服隧道变形检测技术研究受实验场地限制等问题,隧道模型表面重建平均误差为000253mm,最大误差为11325mm,与有限元方法输出变形真值对比,变形检测平均误差小于034cm,验证该变形检测方法具备较高的准确性,基本满足工程需求。

来源：2024年第9期

《激光与红外》期刊编辑部

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