基于三維激光掃描數(shù)據(jù)隧道變形信息提取.pdf

1、近年來隨著國家快速發(fā)展，隧道地鐵等設(shè)施也逐漸增加。鐵路、公路、地鐵運(yùn)行時(shí)間長、客流量大，如果隧道地鐵的安全問題得不到足夠的重視，人們的生命財(cái)產(chǎn)安全將受到巨大的威脅。因此，隧道地鐵的安全監(jiān)測研究非常有必要。相對(duì)于傳統(tǒng)的隧道變形監(jiān)測方法監(jiān)測周期長、耗費(fèi)的人力物力比較多、采集的數(shù)據(jù)量小，三維激光掃描技術(shù)可以快速、自動(dòng)化、高密度、高精度掃描隧道表面，得到海量的隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
　　本文在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理分析和隧道變形分析中主要做了以下幾方面的

2、工作:
　　1、在將不同期次的點(diǎn)云數(shù)據(jù)坐標(biāo)系歸化過程中，采用最小二乘法求坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，只顧慮到單個(gè)坐標(biāo)系下控制點(diǎn)坐標(biāo)存在誤差。整體最小二乘方法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)充分考慮了兩個(gè)坐標(biāo)系下控制點(diǎn)坐標(biāo)均存在誤差，提高了轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度，減少了坐標(biāo)系歸化過程中點(diǎn)云精度損失。
　　2、截取斷面時(shí)首先需要知道截取位置處隧道的空間姿態(tài)信息，保證在該處截取斷面是與隧道延伸方向正交的。本文所提取中軸線由XOY面的中軸線和XOZ面的中軸線兩部分組成，將

3、點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影在這兩個(gè)平面上，通過擬合邊界曲線進(jìn)而擬合中軸線。
　　3、采用切片式提取斷面，按1m間距提取斷面數(shù)據(jù)，將斷面數(shù)據(jù)分別擬合成圓曲線和橢圓曲線計(jì)算斷面的擬合半徑、長短半軸，分析隧道在空間上的變形?；谒淼纼善邳c(diǎn)云數(shù)據(jù)，比較同一斷面擬合半徑和長短半軸在時(shí)間上的變化量。
　　4、采用三次B樣條曲線擬合隧道斷面的輪廓線，比較兩期同一斷面輪廓線的變化，定性的分析隧道的變形。基于最小距離投影算法計(jì)算斷面上各點(diǎn)的變形量，提取隧道