根據(jù)斷面輪廓線修復(fù)隧道點云孔洞的方法

2.69萬字 63頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
當(dāng)下，為了提供便利的交通條件，隧道出現(xiàn)在了我們的生活中。但是隧道給我們帶來方便的同時，也帶來了很多的隱患，例如，在隧道后期出現(xiàn)隧道變形、隧道塌陷等問題，這都給我們?nèi)粘Ｉ顜順O大的困擾，甚至威脅到人們的生命安全。因此，對隧道的實時安全監(jiān)測將會變得十分重要，同時也表明對隧道的安全監(jiān)測技術(shù)的要求也越來越高 。就目前的現(xiàn)狀來看，該過程主要是通過測量機器人來實現(xiàn)，此外，隧道信息提取非常有限，人力成本也非常之高。與我們所期望的漸變快捷的監(jiān)測方法尚有很大的差距。
本文提出的方法，基于三維激光點云對隧道斷面連續(xù)截取，可應(yīng)用于變形監(jiān)測中，對于我們目前的隧道監(jiān)測技術(shù)，提供一種方法，這種方法更簡潔。然而，激光是沿直線傳播的，設(shè)備自身結(jié)構(gòu)和往來車輛的都有可能對激光光束產(chǎn)生遮擋作用，從而造成隧道表面，其上面的三維點數(shù)據(jù)缺失，表現(xiàn)為輸出點云中，存在許多大小不一、形狀各異的孔洞。這些孔洞有可能會給后續(xù)的三維建?；驇缀瘟繙y引入不可預(yù)知的誤差。為了修復(fù)采集點云的數(shù)據(jù)缺失，本課題以設(shè)計一種采用隧道的斷面輪廓閉合矢量線，進而修復(fù)點云孔洞為目的 展開了以下工作:
(1)首先主要總結(jié)的是LiDAR的生長發(fā)展過程。此外系統(tǒng)的基本組成我們也做了詳細解釋。此外，我們對其測量原理，數(shù)據(jù)是如何組織的做了介紹，并且，數(shù)據(jù)的眾多特點及主要應(yīng)用我們也做了簡單的介紹。在此基礎(chǔ)上我們主要實現(xiàn)的是LiDAR點云數(shù)據(jù)的處理，其中最主要是，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的噪聲消除、法向數(shù)據(jù)處理等技術(shù)。
(2) 介紹隧道點云的輪廓線提取，進而修復(fù)點云孔洞的主要的方法這是本文的重點內(nèi)容，主要包括:點云輪廓線的定義、隧道點云數(shù)據(jù)中心斷面法向的提取、隧道中心斷面的提取，隧道中心斷面法向以及中心斷面的優(yōu)化，中心斷面點的投影、投影點的連線技術(shù)、輪廓線的延伸生長以及隧道中心點的連線。
(3)利用 Microsoft Visual Studio 2010 設(shè)計隧道輪廓線提取系統(tǒng)并用C++語言以及OpenGL這是個專業(yè)的圖形程序接口編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)點添加、數(shù)據(jù)大小、顏色以及連線、法向顯示實現(xiàn)、中心斷面法向生成、斷面的生成、中心斷面法向及中心斷面的優(yōu)化、斷面點投影、二維象限建立、投影點連線、輪廓線的延伸生長及隧道中心點的連線等功能。


關(guān)鍵字：地面激光雷達，點云，隧道，輪廓線提取，中心線提取，點云孔洞修復(fù)