地鐵已經(jīng)成為了城市人民出行的主要交通方式。但是由于其建設(shè)在城市地表以下,長(zhǎng)期受到地表建筑物承壓,土體擾動(dòng)及列車運(yùn)行中的振動(dòng)的影響,從而容易誘發(fā)地鐵事故,進(jìn)而對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重?fù)p失。因此對(duì)地鐵隧道進(jìn)行定期的健康監(jiān)測(cè)具有重要意義。傳統(tǒng)全站儀等方法如今已經(jīng)很難滿足地鐵隧道所需要的高效率施工和高密度運(yùn)營(yíng)維護(hù)的要求。三維激光掃描技術(shù)因其能夠自動(dòng)的、高精度、高密度的獲取被測(cè)物體表面三維坐標(biāo)信息已經(jīng)開始被應(yīng)用在地鐵隧道的健康監(jiān)測(cè)中。盡管三維激光掃描技術(shù)可以獲得海量的地鐵隧道內(nèi)部點(diǎn)云數(shù)據(jù),但是它同時(shí)具有數(shù)據(jù)量大,包含內(nèi)部信息復(fù)雜,冗余度高等特點(diǎn)。采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)地鐵隧道進(jìn)行健康監(jiān)測(cè),前提條件便是實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵隧道管壁、中軸線及斷面等典型特征的精確提取。本文以杭州地鐵二號(hào)線文新到三壩地鐵站之間區(qū)段的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為例,在MATLAB和PCL平臺(tái)上系統(tǒng)的研究了針對(duì)地鐵隧道的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理流程,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）地鐵隧道管壁提取。為了能夠精確的反映地鐵隧道的變形信息,就需要從冗雜的地鐵隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)中精確的提取屬于管壁部分的點(diǎn)云。本文基于特征識(shí)別的方法,提出了一種融入隨機(jī)采樣一致性的張量投票的地鐵管... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

9對(duì)掃描點(diǎn)的空間距離，與此同時(shí)掃描控制模塊獲得對(duì)應(yīng)的水平角和天頂距，最后利用空間極坐標(biāo)的原理來(lái)計(jì)算得到被測(cè)對(duì)象的空間三維坐標(biāo)[38]。圖2-1三維激光掃描儀系統(tǒng)組成在掃描儀進(jìn)行每站掃描時(shí)，都會(huì)在自己的內(nèi)部系統(tǒng)中生成一個(gè)固定的空間直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是以掃描儀自身的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，X、Y軸布置在與該坐標(biāo)原點(diǎn)相交的水平面上，Z軸為垂直方向。其獲取被測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)原理為：通過(guò)激光測(cè)距系統(tǒng)發(fā)射出一個(gè)激光脈沖信號(hào)，到達(dá)被測(cè)目標(biāo)表面經(jīng)過(guò)漫反射，沿將近一樣的路途返回到激光測(cè)距系統(tǒng)的接收器中，記錄接收器得到這個(gè)激光脈沖的飛行時(shí)間，從而得到掃描點(diǎn)到掃描儀的距離S，由內(nèi)部的兩個(gè)反射鏡與編碼器分別測(cè)出掃描的水平角α和豎直角θ，如圖2-2所示。則由基本公式2-1可以計(jì)算得到掃描目標(biāo)點(diǎn)p的三維空間坐標(biāo)(X,Y,Z)。coscoscossinsinX=SαYSαZS==θθθ（2-1）圖2-2三維激光掃描儀系統(tǒng)定位原理

9對(duì)掃描點(diǎn)的空間距離，與此同時(shí)掃描控制模塊獲得對(duì)應(yīng)的水平角和天頂距，最后利用空間極坐標(biāo)的原理來(lái)計(jì)算得到被測(cè)對(duì)象的空間三維坐標(biāo)[38]。圖2-1三維激光掃描儀系統(tǒng)組成在掃描儀進(jìn)行每站掃描時(shí)，都會(huì)在自己的內(nèi)部系統(tǒng)中生成一個(gè)固定的空間直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是以掃描儀自身的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，X、Y軸布置在與該坐標(biāo)原點(diǎn)相交的水平面上，Z軸為垂直方向。其獲取被測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)原理為：通過(guò)激光測(cè)距系統(tǒng)發(fā)射出一個(gè)激光脈沖信號(hào)，到達(dá)被測(cè)目標(biāo)表面經(jīng)過(guò)漫反射，沿將近一樣的路途返回到激光測(cè)距系統(tǒng)的接收器中，記錄接收器得到這個(gè)激光脈沖的飛行時(shí)間，從而得到掃描點(diǎn)到掃描儀的距離S，由內(nèi)部的兩個(gè)反射鏡與編碼器分別測(cè)出掃描的水平角α和豎直角θ，如圖2-2所示。則由基本公式2-1可以計(jì)算得到掃描目標(biāo)點(diǎn)p的三維空間坐標(biāo)(X,Y,Z)。coscoscossinsinX=SαYSαZS==θθθ（2-1）圖2-2三維激光掃描儀系統(tǒng)定位原理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]地面三維激光掃描技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J]. 周京兵.  智能城市. 2018(19)
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[3]利用LMedS算法提取規(guī)則建筑物頂部面片[J]. 陳向陽(yáng),向云飛.  測(cè)繪通報(bào). 2018(04)
[4]一種基于補(bǔ)償最小二乘的空間直線擬合算法[J]. 馮紹權(quán),花向紅,陶武勇.  測(cè)繪科學(xué). 2019(02)
[5]淺析地面三維激光掃描技術(shù)在城市地下空間測(cè)量中的應(yīng)用[J]. 黃新召.  工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2017(16)
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[7]巷道圍巖表面變形的激光測(cè)量方法[J]. 朱文杰,郝敬賓,楊乾龍,盧震,張桁維.  煤礦安全. 2015(06)
[8]我國(guó)隧道及地下工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 洪開榮.  隧道建設(shè). 2015(02)
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[10]基于柵格劃分和法向量估計(jì)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮[J]. 邢正全,鄧喀中,薛繼群.  測(cè)繪通報(bào). 2012(07)

碩士論文
[1]基于三維激光掃描技術(shù)的隧道連續(xù)斷面提取及變形分析[D]. 李雙.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[2]基于曲線擬合理論的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理分析[D]. 樂(lè)亞南.西南交通大學(xué) 2015
[3]三維激光掃描技術(shù)在隧道工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 胡琦佳.西南交通大學(xué) 2013
[4]基于三維激光掃描數(shù)據(jù)的地鐵隧道變形監(jiān)測(cè)[D]. 托雷.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[5]激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮的精簡(jiǎn)研究[D]. 喜文飛.昆明理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3325240