利用点云切片提取技术分析桥梁形变

三维激光扫描技术作为近年来发展迅速的测绘手段,在桥梁健康监测中,已经成为监测技术的重要组成部分。本文以武汉市某跨江大桥为例,首先采用Trimble SX10三维激光扫描仪对桥梁进行长期监测扫描,并对桥梁钢结构和桥墩的点云进行切片;然后在Trimble Business Center 和 Trimble RealWorks软件的帮助下对每期的扫描点云进行处理,提取桥拱断面点坐标并对桥墩切片点云进行最佳垂直圆柱体拟合,获取拟合平面中心点坐标;最后对比分析每期特征点平面坐标的偏差和三维偏移量。本文研究成果验证了三维激光扫描仪在桥梁变形监测中的可行性,丰富了桥梁监测数据的表现形式,可以为相关研究提供依据和参考。     

基于点云拟合的桥梁变形监测新方法研究

利用地面三维激光扫描实时、高速度、高精度、高密度、无接触的测量特点,对桥梁在不同工况下的状态进行扫描测量;利用点云数据特征提取和直线拟合等处理方法,进行了桥梁底面的变形提取和分析工作.实验结果表明,该方法能够有效获取桥底面连续变形信息,为桥梁的变形监测提供了一个新手段.     

基于全球索引的点云切片发布处理

针对现有点云数据切片处理在数据追加和局部更新方面存在一定的不足,提出了一种基于全球索引切片发布的处理方法.解决了在处理海量点云数据的过程中效率较低的问题,实现了基于全球索引的点云切片处理.基于本研究结果表明:本方法不仅可以高效处理海量点云数据,还可以提供数据追加和更新等方式,为后续的数据更新和发布提供极大地便利,研究结...     

基于激光点云的巨型倾倒大变形体监测研究

以某特高岸水库巨型变形体为研究对象,应用地面三维激光扫描仪采集变形体表面激光点云数据,建立变形体DEM模型,几何量测提取点、线、面(体)成果,对比及叠加分析,得到特定点、线、面及整个变形体位移量信息。研究结果表明,高密度激光点云数据可弥补传统监测成果单一及分析局限或以点概全的不足,以其丰富多样的监测成果全面反映变形体的变形信息,尤其对速滑变形在时效性和精度匹配上更有效,可达到应急预报要求。     

点云平面拟合在三维激光扫描仪变形监测中的应用

本文分析了三维激光扫描仪在建筑物变形监测中的研究现状,利用点云数据平面拟合处理方法进行了建筑物变形监测应用研究。实验表明,该方法能较好地提高监测精度,更好地对建筑物进行整体形变分析。基于AutoCAD平台开发了数据处理系统,该系统能服务于变形监测,施工质量检验等领域。     

多视角三维激光点云全局优化整体配准算法

提出一种已知多视激光点云配准初值进行自动全局优化的整体配准算法,并详细推导了多视激光点云配准全局优化平差模型。本算法对多视角三维激光点云的扫描顺序不作要求,可以处理无序散乱的多视三维激光扫描点云,同时可以获得最小二乘意义下的最优变换参数,实现多视三维激光点云的自动精确配准。利用实际三维激光扫描点云数据进行试验,得到了预期的结果,验证了本文方法的可行性和有效性。     

基于稳健移动最小二乘法的点云数据拟合

针对存在噪声的点云数据,采用常规方法拟合效果精度不高的问题,提出了一种有效改善拟合精度的方法。在移动最小二乘的基础上,考虑观测量存在噪声的情况,通过设定阈值剔除噪声,从而得到精度较高的结果。通过相关实验可知:本文方法可有效剔除点云数据中的噪声,提高拟合结果的精度,稳定性更好。     

基于误差椭球的激光点云变形可监测指标研究

考虑到三维激光扫描技术中不同误差对点云数据精度的影响,根据点位误差理论及点云误差理论推导出评价点云数据变形量提取的指标。本文利用木板的人工模拟形变试验验证了变形可监测性指标的可行性与实用性。     

利用移动最小二乘法进行点云变形分析的研究

三维激光扫描仪能够高精度快速翔实地获得变形体的空间信息,同时诸多变形体的变形情况也需要完整的描述和分析。为此,本文通过三维激光扫描仪获取变形体变形前后的点云数据,并利用移动最小二乘法进行均匀格网拟合内插来提取变形信息。通过模拟简支梁加载试验和上述方法进行变形分析,并与TS30高精度测量机器人的测量结果进行对比,结果表明两者精度相当,能够探测到毫米级变形。     

基于正交整体最小二乘平面拟合的点云数据去噪方法研究

点云数据去噪处理是配准、三维模型重建等工作成功的关键。对大量具有平面特征的物体点云数据进行去噪处理,提出了一种基于正交整体最小二乘平面拟合的点云数据去噪方法,通过与传统方法对比分析及实例验证,该方法算法简单,去噪精度高,具有较高的可行性及广泛的适用性。     

面向水库大坝形变监测的三维激光扫描点云分析方法

根据黄龙带水库大坝两期高精度三维激光大坝扫描点云数据,本文提出基于正态分布的点云数据配准算法、改进原始渐进加密三角网滤波算法,运用点到面形变量对比分析模式监测大坝形变量,并进行源程序开发,实现一体化监测点云数据的加工、对比分析及建模处理。通过结果验证显示：①改进后的算法效率高、精度优,适用于大坝点云数据处理和对比分析;②开发的点云数据一体化处理软件简单易用,能够精准反映坝体变形情况;③黄龙带坝体稳定,尚无安全隐患。     

基于三维激光扫描的边坡变形数据提取研究

以北京市门头沟区尾矿边坡为例,运用三维激光扫描技术对尾矿边坡进行研究。通过对不同时段采集的点云数据处理,形成相应时段尾矿边坡三维模型。采用等高线比较、三维质检软件比较,提取出边坡变形数据。三维激光扫描技术使滑坡体测绘从传统的GPS或者全站仪单点数据采集变成连续密集的自动获取海量点云数据,增加了测绘信息量。三维激光扫描技术不仅提高测量精度和数据采集速度,且使工作效率实现大幅度的提高。     

基于RANSAC算法的隧道点云横断面提取

针对最小二乘法对所有点(包括局外点)拟合难以得到最佳线性参数的问题,本文基于RANSAC算法对观测值随机抽样进行参数估算,判断符合模型的内部点为一致集,并通过迭代得到足够的一致集,最后设计试验验证该算法的适用性;对隧道点云采用基于中轴线方法进行边界提取,以及三维激光扫描用于生产实践提供参考意义.     

一种基于全站扫描的特征点自约束点云变形分析方法

为了对大坝、高层建筑、滑坡区、采空区等危险变形体进行变形观测,针对智能全站仪、GNSS测量、三维激光扫描等变形监测技术无法很好地实现变形特征点和点云的综合变形分析问题,提出了基于全站扫描特征点自约束点云变形分析方法,获取变形体的离散特征点和整体点云变形数据,利用特征点形变矢量求取点云至模型的形变量,从而刻画变形体的整体形变信息。试验结果表明,利用本文所提出的方法能够成功计算出点云至模型的形变量,经统计分析,所有点的形变量真误差的期望值为-0.04 mm,结果精度为1.2 mm。试验结果能够反映变形体的整体形变信息,且具有较高精度。     

基于三维激光点云的钢结构变形分析

钢结构变形是工程、工业领域常见问题,若变形超过设计允许值,将影响工程的正常实施及工业的正常运转.采用全站仪等传统方式检测钢结构变形,不仅效率低,且难以全面、精确地反映钢结构的空间整体变形情况.本文以一个海上钻井平台钢结构变形为例,介绍采用三维激光扫描仪进行钢结构变形检测分析的方法,通过对外业采集的点云进行滤波、分割处理...     

基于平面特征的地面雷达点云配准算法

针对地面LiDAR点云配准中不同坐标系点云数据存在对应的平面特征不同的问题,文章提出了一种基于总体最小二乘的地面LiDAR点云数据配准算法:通过对分割后的点云数据平面拟合,得到相应法向量;根据不同坐标系中LiDAR点云数据对应的平面法向量,利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,用3个独立参数代替3个旋转参数,采用总体最小二乘法建立旋转矩阵解算模型;采用总体最小二乘法确定平移参数的计算公式;最后根据转换后特征点云与对应平面点云的重复情况,给出了配准模型的精度公式。实验结果表明该方法精度较高,可以取得较好的点云配准效果,适合于含有大量重复平面特征的点云数据的配准。     

一种基于点云法向量的基准特征提取与倾斜分析方法

针对目前将三维激光扫描技术应用于变形监测领域存在基准特征难以提取、点云数据分析缺乏适用的方法等问题,本文提出了一种基于点云法向量的基准特征提取与形变分析方法。首先利用局部平面拟合方法获得点云的法向量,并沿点云法矢方向探测基准点;然后利用三次B样条曲线对探测的正确基准点进行拟合;最后根据拟合曲线计算基准高程和对径点倾斜角分析基准特征形变信息。对某化工厂的罐体点云数据进行基准特征提取结果表明,该方法可以快速、全面地获取监测对象的整体信息,且能够正确分析监测对象的基准形变。     

三维激光扫描技术在高速公路运行非接触式变形监测中的应用

本文利用三维激光扫描技术,非接触式获取高速公路监测区域内三维点云数据,利用三维点云面与面的差异比对方式计算出不同周期断路面的变形差异值,将计算结果汇总并以直观性色带图形成三维数据成果图与最终报告.实践结果表明,三维激光扫描仪测得的高速公路路面数据精度、测量效率均比较高,可满足高速公路路面监测的要求,为快速、高效地进行高...     

地面激光点云与航空影像相结合的滑坡监测

面向云南某水电站滑坡监测的实际需求,提出了将地面激光点云数据和航空影像相结合的滑坡监测方法。首先,通过数据配准,实现地面激光点云数据和航空影像数据的融合统一;然后,通过数据去噪与地表模型重建建立监测的数据基准;最后,通过基于地表模型的整体变形分析和基于剖面的采样分析,对滑坡区域的变形规律进行研究。通过对已经获取的5期监测数据的分析表明,本文提出的监测方法具有较高的监测精度和很好的适用性。