發(fā)布時(shí)間：2021-06-09 05:57

　　近年來(lái),隨著三維建模技術(shù)的發(fā)展,三維模型已逐漸替代二維圖紙成為流程工廠改擴(kuò)建或重建的主要參考資料。激光掃描技術(shù)是流程工廠三維模型重建的主要途徑之一。本文通過(guò)激光掃描技術(shù)獲取流程工廠三維點(diǎn)云模型,利用相關(guān)點(diǎn)云處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維模型重建。三維模型與傳統(tǒng)的二維圖紙的區(qū)別在于三維模型可從不同位置和角度觀察管道布局;快速查詢各管道、儀器、設(shè)備的數(shù)量、尺寸和分布等;容易發(fā)現(xiàn)改擴(kuò)建或重建過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,有效提高工程質(zhì)量和效率。流程工廠三維模型重建的關(guān)鍵在于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理,尤其是對(duì)管道點(diǎn)云的分割和識(shí)別。然而,現(xiàn)有的點(diǎn)云分割和管道識(shí)別技術(shù)大多都是針對(duì)通用點(diǎn)云模型提出,而針對(duì)流程工廠點(diǎn)云分割和識(shí)別的研究較為匱乏;已有的管道點(diǎn)云識(shí)別方法普遍都對(duì)噪聲數(shù)據(jù)較為敏感導(dǎo)致檢測(cè)準(zhǔn)確度不高,并且難以評(píng)價(jià)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。針對(duì)上述問(wèn)題,本文圍繞流程工廠點(diǎn)云的分割和管道識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究,主要工作和創(chuàng)新成果包括:（1）綜述三維點(diǎn)云分割技術(shù)、流程工廠點(diǎn)云分割技術(shù)以及管道識(shí)別技術(shù)的研究現(xiàn)狀。對(duì)幾類典型的分割和識(shí)別算法加以分析和評(píng)價(jià),分類介紹了各算法的應(yīng)用特點(diǎn)、應(yīng)用環(huán)境以及存在的問(wèn)題。（2）提出了一種基于歸一化隨機(jī)游走（N... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

流程工廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.緒論碩士學(xué)位論文2計(jì)圖紙來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)和施工。二維設(shè)計(jì)圖紙主要構(gòu)成包括大量的點(diǎn)、直線段、圓弧和管件，通過(guò)多角度視圖、剖視圖或斷面圖來(lái)反映管道間的連接、管道與設(shè)備間的連接、管道的內(nèi)外結(jié)構(gòu)等，如圖1.2所示。圖1.2工程CAD圖紙但由于工廠管道數(shù)量繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且很多管道存在相互遮擋的情況，根據(jù)二維設(shè)計(jì)圖紙會(huì)存在20%左右的誤差[2]，導(dǎo)致采購(gòu)建設(shè)過(guò)程中增加了不必要的成本；不同專業(yè)的碰撞導(dǎo)致出現(xiàn)不少嚴(yán)重問(wèn)題進(jìn)而影響工廠質(zhì)量，許多現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題導(dǎo)致工程建造成本上升。而且，許多流程工廠建造時(shí)間久遠(yuǎn)，使用過(guò)程中可能會(huì)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的改造和運(yùn)營(yíng)維護(hù)，使流程工廠的實(shí)際模型與原始設(shè)計(jì)圖紙不完全一致，甚至還有圖紙丟失的情況，為工廠的改擴(kuò)建或重建帶來(lái)了更多的困難。此外，由于流程工廠的系統(tǒng)、設(shè)備復(fù)雜，需花大量資源來(lái)維護(hù)。在運(yùn)維過(guò)程中同樣也存在許多問(wèn)題，運(yùn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和維修檢查需要大量人員參與并且效率很低，設(shè)備性能的分析和預(yù)測(cè)更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。某些特殊性質(zhì)的工廠比如電廠或核電廠，工作人員在檢修時(shí)存在一定的危險(xiǎn)，在未知故障類型或位置的情況下如果沒(méi)有做好應(yīng)對(duì)措施，很容易造成安全事故。因此，準(zhǔn)確直觀的工廠現(xiàn)狀資料和對(duì)工廠內(nèi)部各個(gè)組成部分詳細(xì)信息的了解程度是影響工廠改擴(kuò)建和重建的設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵，同時(shí)也是改善工廠運(yùn)維情況的一個(gè)途徑。1.1.2基于激光掃描技術(shù)的三維重建完整正確的三維模型是流程工廠改擴(kuò)建或重建設(shè)計(jì)的主要參考對(duì)象，其中也包括各對(duì)象類型及大小尺寸。傳統(tǒng)的二維圖紙無(wú)法保證工程的準(zhǔn)確及高效，三維數(shù)字化技術(shù)為工廠改擴(kuò)建或重建的實(shí)現(xiàn)提供了全新的技術(shù)支持�，F(xiàn)階段流程工廠三維重建的方法包括手工建模和三維激光掃描建模法：（1）手工建

碩士學(xué)位論文三維管道點(diǎn)云分割與識(shí)別技術(shù)研究3模是指通過(guò)手工的方式在建模軟件里繪制三維模型；（2）激光掃描建模法是通過(guò)激光掃描儀掃描實(shí)體工廠實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)繪，如圖1.3、1.4所示。激光掃描儀掃描的結(jié)果以點(diǎn)的形式記錄，包括點(diǎn)的坐標(biāo)和反射強(qiáng)度等信息，目標(biāo)對(duì)象的采樣點(diǎn)集合稱為“點(diǎn)云”，如圖1.5所示。圖1.3TrimbleTX8三維激光掃描儀圖1.4手持式三維激光掃描儀圖1.5工廠點(diǎn)云模型三維激光掃描技術(shù)作為三維數(shù)字化技術(shù)的其中一種，相比于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，無(wú)論是從精度還是效率上都具有較為突出的優(yōu)勢(shì)。三維激光掃描建模法可以建立與實(shí)際工廠


本文編號(hào)：3220079