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龙图腾网获悉同济大学申请的专利一种土压平衡盾构排渣体积估计方法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：CN116958077B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02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：202310842528.2，技术领域涉及：G06T7/00；该发明授权一种土压平衡盾构排渣体积估计方法是由黄宏伟;傅蕾;张东明设计研发完成，并于2023-07-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种土压平衡盾构排渣体积估计方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种土压平衡盾构排渣体积估计方法，根据皮带传输机上出渣土的深度图像来估计土压平衡盾构掘进过程中排渣体积量，包括：首先在皮带传输机上方位置安装深度相机，负责采集渣土深度图像；接着在无渣土排出阶段，根据背景深度图像计算或确定渣土体积计算参数，并划定进行渣土识别与体积计算的图像检测区域；在盾构机开始推进后，深度相机实时采集深度图像，利用计算机视觉技术识别图像中的渣土目标并进行渣土体积计算；在每环推进结束后，将推进过程实时计算得到的出渣土体积进行累加，得到每环最终的出渣土体积量。该方法简单直接，计算假定少，不依赖于人工经验和操作，所采用设备成本低，适用性强。

本发明授权一种土压平衡盾构排渣体积估计方法在权利要求书中公布了：1.一种土压平衡盾构排渣体积估计方法，其特征在于，根据皮带传输机上出渣土的深度图像来估计土压平衡盾构掘进过程中排渣体积量，包括： 步骤1，首先在皮带传输机上方位置安装深度相机，负责采集渣土深度图像； 步骤2，接着在无渣土排出阶段，根据背景深度图像计算或确定渣土体积计算公式中所需的计算参数，并划定进行渣土识别与体积计算的图像检测区域；若图像检测区域范围不合适，则需重新调整相机安装位置，循环调整至检测区域被划定在一个合适的渣土流动区域； 步骤3，在盾构机开始推进后，深度相机实时采集深度图像，利用计算机视觉技术识别图像中的渣土目标并进行渣土体积计算； 步骤4，在每环推进结束后，将推进过程实时计算得到的出渣土体积进行累加，得到每环最终的出渣土体积量； 所述步骤3，具体包括: 步骤3.1当盾构开始掘进，启动排渣体积计算程序后，深度相机开始采集深度图像； 步骤3.2程序对采集的每张深度图片首先进行渣土运动检测操作，即判断当前检测区域内是否存在运动渣土; 步骤3.3每张深度图像都需要和上一张深度图像对比检测区域内像素点的深度值，若相邻两张深度图检测区域内的像素深度差值之和小于某阈值，则认为此时渣土并没有在运动，无需进行后续的目标识别及体积计算操作；反之，若相邻两张深度图检测区域内的像素深度差值之和大于某阈值，则认为此时渣土正处在排出的过程中，对该深度图像进行后续操作； 步骤3.4对通过渣土运动检测的渣土深度图像首先保存其深度矩阵D，接着计算背景深度矩阵与渣土深度矩阵的差值Db-D，得到差值图像，突出图像中的渣土部分； 步骤3.5对该差值图像进行图像增强，主要目的为图像去噪以及空洞填充； 步骤3.6最后对增强后的深度图像进行图像分割操作，提取渣土边缘，确定属于渣土的像素集合，保存渣土的像素位置； 所述步骤4，具体包括: 步骤4.1识别渣土目标并保存所有渣土像素点的位置信息后，进行渣土体积计算；针对每一帧处理后的差值图像，采用二重积分思想，提取所有渣土像素点位置的像素值，即渣土高度值Hi，渣土高度值Hi=背景深度值D0-渣土深度值Di，其中i代表第i个渣土像素点；每个像素点的像素值即渣土高度值Hi乘以单位像素点的面积S0得到每个像素所代表渣土的体积，累加所有渣土像素点的体积得到该帧图像中包含的渣土体积值； 步骤4.2盾构推进一环或一段时间后，累加期间根据采集的所有渣土深度图计算的渣土体积量，并除以渣土统计次数，得到该环内，或该段时间内一共排出的渣土体积量。

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