根据断面轮廓线修复隧道点云孔洞的方法

为了修复采集点云的数据缺失,设计一种根据隧道断面轮廓闭合矢量线修复点云孔洞的方法,利用Microsoft Visual Studio 2010设计实现隧道轮廓线提取系统,并借助OpenGL实现结果的可视化。     

实景三维模型孔洞区域的网格重构算法

针对无人机倾斜摄影技术生产的实景三维模型数据中存在孔洞区域的问题,该文提出一种能够修复常规孔洞和无网格边界孔洞的网格重构算法,通过峰值线检测、插值特征点以及曲面重建技术修补常规孔洞,而对于无网格边界孔洞则利用三维凸包构建、三角面探测和网格缝合技术来修补。该算法能够快速、准确的修补孔洞区域,保证模型的网格体拥有正确的拓扑结构并符合常规数据生产需求。实际生产数据的修复结果表明,该算法修复的网格模型在进行纹理映射后能够准确并美观地表达地物特征信息,修复过程也很大程度上简化了人工操作,进而提高了实景三维模型生产效率。     

从点云中提取断面轮廓在隧道监测中的应用

针对传统隧道监测所面临的问题,提出利用地面三维激光扫描技术对隧道形变进行快速监测的方式。首先介绍了地面三维激光扫描仪的工作原理,然后提出了快速提取隧道点云数据法向以及中心线、断面轮廓的方法,最后探讨了其在隧道监测方面的应用。该方法能大大提高隧道形变监测的效率和精确度。     

三维点云孔洞修复方法综述

针对点云数据缺失问题,该文综合国内外大量点云修复技术研究。三维模型构建在自动驾驶、逆向工程领域中发挥越来越大的作用,三维点云数据是其中的重要数据源。利用三维激光扫描设备,可以高效、准确、实时的获取被测物体表面三维空间坐标。但是由于模型物体遮挡或者环境等原因,不可避免的会出现点云缺失的状况,这会对物体三维重建等后续处理造成一定的影响。然而,在三维点云孔洞修复方面还缺少比较系统完善的综述。本文从基于几何、基于模型检索、基于深度学习3个方面对当前主流的对修复技术进行了综合分析。文章对3种修复方法进行了概括,总结现有各种技术修复方法的优劣,同时展望了未来的发展趋势。     

基于移动三维扫描的地铁隧道快速全方位变形检测方法研究

地铁隧道保护监测是城市轨道交通正常运营的重要保障,现行以静站式设站、相邻测站逐站拼接的隧道变形、收敛等三维激光扫描监测方法虽然渐渐成熟起来,但逐站拼接带来的误差累积和缓慢的作业效率仍然是地铁隧道保护监测的瓶颈。本文在分析移动式三维激光扫描技术原理和优势的基础上,研究了移动式三维激光扫描技术用于地铁隧道点云数据快速采集方法,提出了基于隧道椭圆参数模型的改进RANSAC算法,通过对隧道断面点云数据去噪、拟合、提取地铁隧道变形信息,进而实现断面变形分析。结果显示该方法可以快速、全方位准确获取隧道断面数据,为地铁隧道保护监测提供了一种新型高效的技术途径。     

倾斜摄影实景三维建模的孔洞修复方法

针对倾斜摄影测量构建实景三维过程的孔洞问题,本文提出了一种可以实现孔洞自动修复的方法。首先通过边界收缩方法,编制处理程序,利用倾斜摄影测量空三处理成果,实现实景三维模型孔洞自动修复。然后利用实际的无人机倾斜摄影实景三维建模项目,采用孔洞修复试验处理,验证了孔洞自动修复方法的可行性,孔洞修复处理后模型仍具有较高精度。     

三维激光扫描技术在矿山表面积计算中的应用

基于三维激光扫描技术进行表面积计算的原理为:获取的目标表面海量点云数据,采用一定的数学计算方法,便可求得场区的表面积。该方法弥补了传统方法计算物体表面积只能获取表面离散点坐标,对于因堆积物表面形状复杂而无法测量到的离散点,只能通过插值计算得到的缺陷;解决了随着计算范围增大或地面起伏变化工作量不断增大,计算误差会随着地面起伏的增大的问题。结合项目实例,本文提出了一种采用三维激光扫描技术进行废弃矿山修复治理区的三维信息采集和表面积核算方法,并对该方法表面积计算的技术原理、表面积计算的技术路线及项目实施过程中遇到的难题及解决方案问题进行了详细阐述,为后续相关项目实施提供了一定的参考依据。     

网格模型的文物缺损面积计算

针对缺损文物的修复问题,本文提出通过计算三角网格模型中的三维孔洞面积来统计缺损文物面积的算法:建立三角网格中的点、边和面之间的拓扑关系,根据网格边界性质提取网格模型中的边界边,将提取出的孔洞边界边顺序连接组成孔洞多边形,并利用三角网格拓扑属性来识别孔洞边界和模型本身的外边界,通过坐标法计算三维孔洞多边形面积来统计文物缺损面积。应用实例表明,此方法用于孔洞边界的提取和缺损文物面积的计算是有效、可行的。     

基于倾斜摄影测量的三维精细建模研究——以睿智五号楼为例

传统的三维建模方法,不仅工作量大,而且效率低下、成本高。利用倾斜摄影测量技术建立的三维模型,不但大大提高了工作效率、降低了综合成本,而且建立的三维模型轮廓清晰可见、纹理映射真实,有较好的视觉效果。但倾斜三维模型会出现局部模型有孔洞和变形扭曲的情况。本文以云南师范大学睿智五号楼为例,利用倾斜摄影测量技术进行三维模型构建,然后基于SketchUp进行精细建模。采用这种结合的方法构建三维模型,不仅模型效果真实,而且还能提高工作效率、降低成本,是一种较为方便、快捷的三维精细建模方法。     

不规则体体积计算三维激光点云切片法

体积参数是空间体对象形态分析的基本内容,难点是不规则体的体积计算。本文提出的点云"切片法",快捷准确地解决了由三维激光扫描空间体对象所得点云体的体积计算难题。该法先将三维激光扫描空间体对象所得点云按特定方向顺序进行等间距的切片处理,得到与点云体相对应的、离散的系列点云切片;再依切割次序逐一搜索点云切片外轮廓多边形,并计算多边形(即点云切片)的面积;最后,利用切片面积和相邻切片间距求解点云段块体积,并求和得到整体点云体(即所扫描空间体对象)的体积。算例计算结果与分析表明,基于切片的不规则体的三维激光扫描点云的体积计算方法正确、简洁、可靠、高效、可控,可以解决不规则体的体积计算问题。     

基于三维激光扫描数据的地铁隧道断面测量

地铁主体施工完毕后为了对线路进行调线调坡,需要对地铁隧道进行断面测量,三维激光扫描与常规测量方法相比具有非接触式测量,可高密度采集空间三维点云数据等特点,为地铁断面测量提供了新的途径。本文基于Leica Scanstation 2扫描仪分析了三维激光扫描点云数据采集步骤和数据处理流程,阐述了基于点云数据的地铁断面测量方法,分析了三维激光扫描技术在隧道断面测量中应用的可行性。研究结果表明,这种高密度、高精度的隧道断面能够满足地铁调线调坡等方面的技术要求。     

3维激光扫描仪点云数据在MicroStation下的处理研究

3维激光扫描是基于近景扫描获取物体3维景观模型的一种新的激光测量技术,但在应用其扫描所得的点云数据使用配套软件Cyclone建立3维空间模型中又遇到了许多技术性问题,本文就此问题进行了探讨,并提出点云数据在MicroStation下处理的一些参考性方法。     

螺栓孔特征点云支持下的地铁盾构隧道环缝识别与环间错台量分析

管片错台是地铁盾构隧道全生命周期中常见的一种隧道病害。错台量过大,可能会使成型的隧道发生大面积的破损和渗漏,对地铁隧道的耐久性和安全性产生极大的威胁。基于三维激光扫描技术的错台检测通过确定环缝位置提取环缝两侧的断面,继而分析错台量。目前的环缝位置识别需要将点云数据转化为正射影像,再采用人工标注的方法,该方法效率低,精度极易受作业人员的影响。本文提出了一种基于螺栓孔特征点云的地铁盾构隧道环缝识别方法,无需生成正射影像,充分利用盾构隧道既有特征点云,能够准确、快速地识别环缝位置,并在此基础上结合杭州市实际地铁工程进行环间错台检测以验证该方法。结果表明,相较于传统的隧道检测手段,该方法效率高,检测全面且监测结果能够达到工程应用的精度要求。     

移动三维激光扫描技术在盾构隧道收敛监测中的应用

盾构隧道收敛监测是地铁运营检测的重要监测部分。针对收敛尺、全站仪、断面仪和巴塞特收敛系统、站式扫描仪等传统监测设备和监测方法的缺陷，本文提出一种基于移动三维激光扫描的新型收敛监测方法。移动三维激光扫描技术是利用二维断面扫描仪结合移动轨道车、惯性导航定位及编码器等多种传感器协同作业，通过人工推行扫描的方式全面获取隧道结构点云数据。结合自动化点云处理软件对管片断面收敛进行分析，实现地铁隧道收敛的快速全面监测，弥补了传统收敛监测效率低、断面监测不完善的缺点。工程应用实例结果表明，该方法不仅可以实现隧道收敛快速、高效监测，而且获取的海量点云数据可进一步深度挖掘，为地铁隧道的安全监测提供基础数据，保障地铁安全运行。     

三维激光扫描技术运用于隧道断面变形测量

随着人们对隧道建筑安全意识的不断提升,基于原有的隧道断面变形测量方法测量精度较低的问题,设计基于三维激光扫描技术的隧道断面变形测量方法。采用三维激光扫描仪进行隧道断面信息获取,并通过获取到的信息构建断面坐标系。通过点云计算完成断面信息数据的预处理,采用坐标系变换、点云信息分离、信息滤波以及信息去噪完成预处理过程。基于对隧道断面变形形式的过往研究,选择椭圆方程完成对隧道断面变形测量的控制。至此,基于三维激光扫描技术的隧道断面变形测量方法完成。设计对比实验,与原有测量方法相比,此方法的测量图像与样本图像更为相似。因而,此方法在隧道的测量中更有效,效果更加优越。     

激光点云在地铁盾构隧道病害诊断中的应用

移动式三维激光扫描技术在地铁盾构隧道安全监测工作中应用较为成熟。本文以地铁盾构隧道监测点云数据为基础进行研究，实现了地铁盾构隧道病害智能诊断。首先通过激光点云生成灰度图像；在此基础上运用卷积神经网络CNN，对地铁盾构隧道中的渗漏水和裂缝的识别技术进行了深入研究；最终生成隧道病害智能诊断系统，为地铁安全运营提供了智能监测方法，有效提高了我国地铁运营监测的技术水准。     

利用三维激光扫描技术进行地铁隧道施工质量管控及病害检测

三维激光扫描技术具有不接触、高密度、高精度和数字化等特点，可实现地铁隧道全息、全面、快速三维测量。在土建施工阶段，分别对隧道初支及二衬进行三维扫描，可快速获取初支断面的超欠挖情况及二衬限界情况；将初支与二衬扫描获取的点云进行叠加计算，可分析隧道施工二衬的厚度。在地铁隧道运营阶段，采用移动三维激光扫描技术对隧道进行扫描，可快速获取隧道的全息数据，从点云中可分析、提取隧道渗水、裂缝、管片错台等病害信息。本文采用三维激光扫描技术对青岛地铁部分工点的施工质量及病害检测进行了测试、应用，介绍了其数据采集流程及点云分析处理，为三维激光扫描技术在地铁隧道的推广应用提供了一定的借鉴意义。     

三维激光扫描技术在高铁隧道平整度检测中的应用

高质量的隧道衬砌平整度不但对二衬防水施工有至关重要的影响,而且也是保证隧道线型、结构受力均匀及运营期防水系统持久有效的重要条件之一。三维激光扫描技术是近代广泛应用于隧道工程的一种集光、机、电及信息技术于一体的综合测量技术,得益于其现场海量点云的快速采集和分析能力,为隧道表面的平整度检测提供了一种全新的、可实施手段。本文将重点介绍在德庆隧道将高密度的三维激光扫描点云与隧道三维设计及计算机算法相结合的方法,实现高精度、无遗漏及可视化的隧道内表面平整度检测实践。     

三维激光扫描在地铁隧道形变监测中的应用

提出利用三维激光扫描点云截取隧道横断面拟合椭圆进行形变监测的方法。方法分为隧道中轴线提取,连续断面截取和椭圆拟合。隧道中轴线通过点云在水平面上投影后搜索的上下边缘点分别拟合二次曲线求均值得到;沿隧道中轴线设定等距间隔点,在间隔点处以中轴线正交方向截取断面;对截取的断面拟合椭圆并与设计值比较进行形变分析。实验表明,方法可以充分利用点云的大数据量特征,获得隧道内任意处的断面,是对目前监测方式的有益补充。     

基于Geomagic的复杂实体三维点云建模研究

研究了在Geomagic环境中通过三维点云数据重建三维实体模型的过程,详细介绍了复杂实体点云数据在Geomagic中点云数据处理的全过程,包括点云匹配、点云预处理、封装形成三角面、在多边形阶段破洞修补以及优化处理,最终生成了NURBS曲面。三维重建过程表明,在Geomagic中重建三维模型不仅效率高、精度高,而且软件易于操作。本文涉及的数据处理方法也可以用于三维激光扫描技术在数字矿山、数字城市中应用。