基于ASIFT與RANSAC算法的巖體結(jié)構(gòu)三維重建方法研究
本文選題:巖體結(jié)構(gòu) 切入點(diǎn):三維重建 出處:《隧道建設(shè)》2017年07期
【摘要】:隧道開挖過程中巖體結(jié)構(gòu)面信息獲取的快慢和準(zhǔn)確程度直接影響隧道施工的安全,針對(duì)三維重建算法效率低的問題,提出一種基于ASIFT與RANSAC算法的巖體結(jié)構(gòu)三維重建方法和策略。首先采用普通數(shù)碼相機(jī)快速獲取一系列真實(shí)描述巖體結(jié)構(gòu)的數(shù)字影像;然后針對(duì)巖體影像比例尺與傾斜角變化大、紋理相對(duì)貧乏的特點(diǎn),采用ASIFT匹配算法與RANSAC誤匹配點(diǎn)剔除算法來保證立體影像之間稀疏匹配的效率和可靠性;最后采用光束法聯(lián)合平差方法對(duì)系列影像之間的相對(duì)位置與姿態(tài)進(jìn)行求解,并綜合利用核線幾何約束、半全局匹配、多視最小二乘匹配等策略實(shí)現(xiàn)巖體影像的密集匹配,最終提取出巖體的三維信息。工程實(shí)踐表明:基于ASIFT與RANSAC算法的巖體結(jié)構(gòu)三維重建方法可以方便地實(shí)現(xiàn)工程巖體結(jié)構(gòu)面完全非接觸式測(cè)量,有效提高測(cè)量效率,避免測(cè)量人員暴露于未支護(hù)巖體下的危險(xiǎn)。
[Abstract]:In the process of tunnel excavation, the speed and accuracy of obtaining the information of rock mass structure face directly affect the safety of tunnel construction, aiming at the problem of low efficiency of 3D reconstruction algorithm. This paper presents a method and strategy for 3D reconstruction of rock mass structure based on ASIFT and RANSAC algorithm. Firstly, a series of real digital images of rock mass structure are obtained by ordinary digital camera, and then the scale and angle of rock mass image vary greatly. In order to ensure the efficiency and reliability of sparse matching between stereo images, the ASIFT matching algorithm and the RANSAC mismatch elimination algorithm are adopted in order to ensure the sparse matching between stereo images. Finally, the relative position and attitude of the series images are solved by the combination of beam method and adjustment method, and the dense matching of rock mass images is realized by using the kernel geometric constraints, semi-global matching and multi-visual least square matching. Finally, the 3D information of rock mass is extracted. The engineering practice shows that the 3D reconstruction method of rock mass structure based on ASIFT and RANSAC algorithm can easily realize the complete non-contact measurement of engineering rock mass structure plane, and improve the measuring efficiency effectively. Avoid exposure of surveyors to unsupported rock mass.
【作者單位】: 解放軍理工大學(xué)爆炸沖擊防災(zāi)減災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃“973”項(xiàng)目(2013CB036005) 博士后基金(2017M611816) 國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(51608529)
【分類號(hào)】:U452.11
【參考文獻(xiàn)】
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2 王鳳艷;陳劍平;楊國(guó)東;孫豐月;姜琦剛;;基于數(shù)字近景攝影測(cè)量的巖體結(jié)構(gòu)面幾何信息解算模型[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2012年06期
3 何周燦;王慶;楊恒;;圖像特征匹配中一種高效的魯棒估計(jì)算法[J];中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào);2011年01期
4 王述紅;張靖杰;李云龍;劉宇;;工程巖體開挖過程全空間塊體搜索及其系統(tǒng)研制[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年07期
5 王述紅;楊勇;王洋;郭牡丹;張敏思;;基于數(shù)字?jǐn)z像測(cè)量的開挖空間模型及不穩(wěn)塊體的快速識(shí)別[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年S1期
6 葉英;穆千祥;張成平;;隧道施工多元信息預(yù)警與安全管理系統(tǒng)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年05期
7 郭紅玉;王鑒;;一種基于RANSAC基本矩陣估計(jì)的圖像匹配方法[J];紅外;2008年02期
8 王鳳艷;陳劍平;付學(xué)慧;石丙飛;;基于VirtuoZo的巖體結(jié)構(gòu)面幾何信息獲取研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年01期
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2 張文;基于三維激光掃描技術(shù)的巖體結(jié)構(gòu)信息化處理方法及工程應(yīng)用[D];成都理工大學(xué);2011年
【共引文獻(xiàn)】
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2 楊勇;張敏思;王述紅;王存根;;釣魚臺(tái)隧道復(fù)雜圍巖設(shè)計(jì)施工過程關(guān)鍵塊確定技術(shù)[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2017年03期
3 王存根;王述紅;張紫杉;高紅巖;;含結(jié)構(gòu)面巖體的巖橋貫通系數(shù)修正及其應(yīng)用[J];工程力學(xué);2017年05期
4 Liu Chao;Li Shugang;Cheng Cheng;Cheng Xiaoyu;;Identification methods for anomalous stress region in coal roadways based on microseismic information and numerical simulation[J];International Journal of Mining Science and Technology;2017年03期
5 龐戰(zhàn);滕奇志;何海波;;基于SIFT的巖石薄片圖像拼接[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2017年06期
6 胡高建;楊天鴻;胡忠強(qiáng);于慶磊;趙永;周靖人;;基于Mathews穩(wěn)定圖等方法的多角度采空區(qū)群穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2017年02期
7 吳戰(zhàn)廣;張獻(xiàn)州;張瑞;楊龍杰;;基于物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)的地下工程測(cè)量機(jī)器人遠(yuǎn)程變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];測(cè)繪工程;2017年02期
8 陳建琴;李曉軍;朱合華;;基于點(diǎn)云的巖體間距與粗糙度的自動(dòng)化提取[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2017年01期
9 周欣;楊國(guó)鵬;楊俊峰;;“天繪一號(hào)”衛(wèi)星中級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量控制方法研究[J];航天返回與遙感;2017年01期
10 胡高建;楊天鴻;王述紅;周靖人;趙永;;結(jié)構(gòu)面切割不同巖性巷道圍巖關(guān)鍵塊體研究[J];金屬礦山;2017年02期
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2 劉偉鵬;成貴鐵路危巖體三維激光測(cè)量技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2016年
3 楊樂;基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的近景攝影測(cè)量立體匹配技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2015年
4 吳江;車載三維激光掃描系統(tǒng)在農(nóng)村集體建設(shè)用地確權(quán)中的應(yīng)用[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年
5 畢進(jìn)超;三維激光掃描技術(shù)在危巖體變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年
6 黃江;基于三維激光掃描技術(shù)的危巖穩(wěn)定性信息化研究[D];成都理工大學(xué);2014年
7 荊洪迪;基于三維激光掃描的巖體節(jié)理信息提取研究[D];東北大學(xué);2013年
8 代世威;地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年
9 吳宇寧;三維激光掃描技術(shù)在油氣設(shè)備形位檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年
10 朱云福;基于三維激光掃描數(shù)據(jù)的巖體結(jié)構(gòu)面識(shí)別方法研究及系統(tǒng)研制[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年
【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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1 藍(lán)朝楨;耿迅;徐青;崔平遠(yuǎn);;基于序列影像的小天體三維形狀重建方法研究[J];深空探測(cè)學(xué)報(bào);2014年02期
2 楊天鴻;于慶磊;陳仕闊;劉洪磊;于天亮;楊利明;;范各莊煤礦砂巖巖體結(jié)構(gòu)數(shù)字識(shí)別及參數(shù)表征[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年12期
3 王述紅;楊勇;王洋;張少林;郭牡丹;;裂隙巖體隧道施工關(guān)鍵塊體識(shí)別數(shù)值方法[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2009年05期
4 王述紅;楊勇;郭牡丹;王洋;;巖體隧道施工誘發(fā)的關(guān)鍵塊體三維模型及其驗(yàn)證[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期
5 張奇華;鄔愛清;;邊坡及洞室?guī)r體的全空間塊體拓?fù)渌阉餮芯縖J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年10期
6 范留明;王中鋒;李寧;;基于近景攝影測(cè)量法計(jì)算掘進(jìn)隧洞中切穿頂拱的裂隙面產(chǎn)狀[J];地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào);2008年03期
7 王鳳艷;陳劍平;付學(xué)慧;石丙飛;;基于VirtuoZo的巖體結(jié)構(gòu)面幾何信息獲取研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年01期
8 李浩;杜麗麗;賈曉敏;楊彪;;基于數(shù)碼影像的邊坡工程地質(zhì)編錄信息系統(tǒng)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期
9 胡子平;;復(fù)雜巖溶隧道突水突泥防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2007年06期
10 Goh K.S.James;Jenkins Paul;黃育君;郎劍;;自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在中國(guó)臺(tái)灣高速鐵路淺埋隧道的應(yīng)用[J];鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);2007年S1期
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1 施星波;基于三維激光掃描數(shù)據(jù)的巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀識(shí)別方法研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2010年
2 胡戩;三維激光掃描技術(shù)中紋理圖像與點(diǎn)云的配準(zhǔn)[D];南京理工大學(xué);2009年
3 譚燕;基于非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)的近景攝影測(cè)量技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2009年
4 李丹;面向三維激光掃描的無變形紋理映射技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2008年
5 李真;基于DSP的機(jī)器人視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];江南大學(xué);2008年
6 陳曉雪;基于三維激光影像掃描系統(tǒng)的邊坡位移監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年
7 張凱;三維激光掃描數(shù)據(jù)的空間配準(zhǔn)研究[D];南京師范大學(xué);2008年
8 龔輝;基于四元數(shù)的線陣CCD影像定位技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2008年
9 白成軍;三維激光掃描技術(shù)在古建筑測(cè)繪中的應(yīng)用及相關(guān)問題研究[D];天津大學(xué);2007年
10 董秀軍;三維激光掃描技術(shù)及其工程應(yīng)用研究[D];成都理工大學(xué);2007年
【相似文獻(xiàn)】
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2 秦四清,林韻梅;巖體結(jié)構(gòu)及巖石破碎中的分形結(jié)構(gòu)[J];露天采礦;1991年04期
3 ;在片麻巖結(jié)構(gòu)中巖體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)TBM工作性能的影響[J];采礦技術(shù);2006年01期
4 賈洪彪;唐輝明;劉佑榮;;用Monte-Carlo模擬方法評(píng)價(jià)橋基巖體結(jié)構(gòu)性質(zhì)[J];巖土力學(xué);2002年S1期
,本文編號(hào):1672065
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