基于激光扫描的盾构隧道断面提取与变形研究 被引量：12

1

作者 谢雄耀 黄炎 赵铭睿 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期873-881,共9页

将三维激光扫描技术应用于盾构隧道变形监测中,提出了一种盾构隧道断面连续提取以及变形分析的方法。首先对拼接完成的点云数据利用随机采样一致性算法提取隧道局部中轴线,基于中轴线对隧道姿态进行调整以截取隧道断面,然后通过聚类去... 将三维激光扫描技术应用于盾构隧道变形监测中,提出了一种盾构隧道断面连续提取以及变形分析的方法。首先对拼接完成的点云数据利用随机采样一致性算法提取隧道局部中轴线,基于中轴线对隧道姿态进行调整以截取隧道断面,然后通过聚类去噪算法,基于点到中轴线的距离和灰度值对断面点云进行去噪处理,最后对批量预处理后的点云数据采用椭圆拟合算法获取隧道相对变形信息,提取各断面收敛变形信息,同时基于断面各点变形值生成三维变形云图。采用徕卡Scanstation c10获取上海地铁10号线隧道点云数据,实验证明本文所提出的方法在隧道断面变形监测方面具有实践意义,变形监测精度满足工程需求。 展开更多

关键词 激光扫描 轴线提取 断面截取 聚类去噪 椭圆拟合

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基于三维激光点云的隧道中轴线及断面连续提取 被引量：9

2

作者 吴廷 侯阳飞 鲍金 《测绘与空间地理信息》 2018年第11期85-87,共3页

隧道中轴线包含着隧道的重要信息,准确提取中轴线有着重要的意义。本文提出了基于三维激光点云及椭圆拟合的隧道中轴线及断面连续提取算法,并利用实测数据对该算法进行了验证,验证结果表明该算法满足工程实践的要求,对三维激光扫描技术... 隧道中轴线包含着隧道的重要信息,准确提取中轴线有着重要的意义。本文提出了基于三维激光点云及椭圆拟合的隧道中轴线及断面连续提取算法,并利用实测数据对该算法进行了验证,验证结果表明该算法满足工程实践的要求,对三维激光扫描技术的实践应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 椭圆拟合 轴线提取 断面提取

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基于三维激光扫描技术的路灯垂直度测量 被引量：1

3

作者 李佳恩 刘永吉 刘园园 《测绘与空间地理信息》 2023年第1期33-37,共5页

三维激光扫描技术具有高效率、高精度的优势,可快速高效地测定物体表面三维空间坐标,已在多个行业测量中得到应用。目前,路灯垂直度多采用角度测量或坐标测量,采集少量特征点,效率较低并且缺乏整体形态数据。但路灯整体形态对垂直度有... 三维激光扫描技术具有高效率、高精度的优势,可快速高效地测定物体表面三维空间坐标,已在多个行业测量中得到应用。目前,路灯垂直度多采用角度测量或坐标测量,采集少量特征点,效率较低并且缺乏整体形态数据。但路灯整体形态对垂直度有着重要作用。本文针对路灯位置特征,实现目标自动分割,基于路灯结构特征进行多截面特征提取,使用RANSAC算法拟合其截面图形,进而实现了路灯轴线提取和垂直度测量;最后以Z+F5010C三维激光扫描仪对某测区共计120根路灯进行数据采集,应用本文算法与全站仪实测数据进行对比,验证了本文算法的可行性和实用性,实现了路灯垂直度整体评价。 展开更多

关键词 路灯垂直度测量 点云 轴线提取 RANSAC算法 三维激光扫技术

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空间句法中的轴线提取方法研究 被引量：4

4

作者 李昌华 马兴 李智杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第24期182-188,共7页

空间分割是进行空间句法分析的重要前提,而轴线分割作为其基本方法在对复杂空间的空间句法分析中应用广泛。针对传统轴线分析中轴线绘制过程效率低下和生成标准不确定的情况,提出一种基于轴线约束定义的轴线提取方法。首先提取构形的轮... 空间分割是进行空间句法分析的重要前提,而轴线分割作为其基本方法在对复杂空间的空间句法分析中应用广泛。针对传统轴线分析中轴线绘制过程效率低下和生成标准不确定的情况,提出一种基于轴线约束定义的轴线提取方法。首先提取构形的轮廓信息生成原始点集,然后根据约束性的准则和条件生成所有线集,对所有线集进行类别分析后,构建所有线的交线集合,最后根据交线集合的包含关系来对所有线集进行冗余度消减,得到轴线图。实验结果表明,该方法可以快速高效地生成轴线图,与传统的手工绘制相比,在符合认知习惯的情况下保证了结果的唯一性,能够提高复杂空间的空间句法分析的效率,应用前景广泛。 展开更多

关键词 构形 轴线提取 轴线图 所有线图 空间句法

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基于圆柱多段拟合的隧道中轴线提取方法研究 被引量：13

5

作者 荆海峰 李广云 +1 位作者 王力 杨文锋 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期211-215,220,共6页

提出基于圆柱多段拟合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行预处理,并将点云按隧道走向分成不同区段;然后对各区段依据轴线与表面点云法线垂直关系,提取精度较低的中轴线;最后对各区段利用圆柱多段拟合,提取精度较高的中轴线... 提出基于圆柱多段拟合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行预处理,并将点云按隧道走向分成不同区段;然后对各区段依据轴线与表面点云法线垂直关系,提取精度较低的中轴线;最后对各区段利用圆柱多段拟合,提取精度较高的中轴线。实验表明,隧道中轴线的提取在一定的采样区间具有较高的稳定性,对直线和弯曲的圆形隧道有良好的适用性,算法可靠,精度较高。 展开更多

关键词 三维激光点云 隧道表面点云法矢 圆柱多段拟合 隧道中轴线提取

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地铁隧道变形监测方法研究 被引量：8

6

作者 秦炳权 《城市勘测》 2019年第3期138-141,共4页

通过三维激光扫描技术对地铁隧道进行变形监测,对点云数据进行预处理后,用基于最小包围盒法提取中轴线,以中轴线为基准,先提取断面进行局部拟合再结合RANSAC算法对所有断面进行二次曲面全局拟合进行整体隧道状态分析。可将复杂的隧道模... 通过三维激光扫描技术对地铁隧道进行变形监测,对点云数据进行预处理后,用基于最小包围盒法提取中轴线,以中轴线为基准,先提取断面进行局部拟合再结合RANSAC算法对所有断面进行二次曲面全局拟合进行整体隧道状态分析。可将复杂的隧道模型的全局拟合转化成对许多圆环切片进行的局部拟合,减小了工作量,便于对重点观测部位进行变形监测。对某地铁隧道扫描数据进行处理与对比,表明此方法满足实际作业需求。 展开更多

关键词 三维激光扫描 变形监测 最小包围盒 中轴线提取 断面提取 RANSAC算法

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一种长巷道形变监测中轴线提取及断面构建方法

7

作者 陈晓伟 陈雷 +3 位作者 李猛 胡成军 宋磊 袁鹏喆 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期35-41,共7页

三维激光扫描技术被广泛用于长巷道形变监测技术的研究中,但目前的研究存在多次扫描采集到的点云数据基准点移位现象;采集到的相邻点云数据公共特征不明显,多站点云拼接后会导致累计误差增大;超前巷道形变受超前支架的影响。针对上述问... 三维激光扫描技术被广泛用于长巷道形变监测技术的研究中,但目前的研究存在多次扫描采集到的点云数据基准点移位现象;采集到的相邻点云数据公共特征不明显,多站点云拼接后会导致累计误差增大;超前巷道形变受超前支架的影响。针对上述问题,以传统十字点法中顶底板中点与两帮重点交叉的方法为基础,提出了一种基于最小二乘法的巷道中轴线提取方法。巷道定义的直角坐标系的原点位于激光束发射处,z轴位于激光扫描器的竖向扫描面内;x、y轴均位于仪器的横向扫描面内,中轴线反映了巷道整体的走向和姿态。在巷道掘进完成未受采动影响时,整条巷道进行第一遍扫描,通过最小二乘法确定整条巷道的中心点,将各中心点连接并拟合出一条完整的中轴线。在后续的巷道变形监测中,每监测一次均通过第一次的中点位置进行点云数据叠加,准确获得巷道断面内各个点云的变化情况,进而获得巷道的形变。基于拟合的中轴线构建巷道断面。采用三维激光扫描系统在塔山煤矿30507工作面回风巷对巷道形变进行了测试,结果表明:①巷道形变随着测点距工作面距离的增大而变小,且30507工作面回风巷的超前影响范围为150 m,巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧。②三维激光扫描和微震监测系统确定的超前范围接近,说明在进入150 m时支护煤体已经开始受力,且巷道形变的最大点位于底板临近采空区一侧,而不是十字点观测法观测的底板,证明三维激光扫描结果更为精确,且极大地降低了作业强度。 展开更多

关键词 长巷道形变监测 中轴线提取 断面构建 三维激光扫描 最小二乘法 十字点观测法

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基于Hough拟合算法的对称目标姿态测量新方法 被引量：5

8

作者 周军妮 杨润玲 刘利 《电视技术》 北大核心 2007年第8期91-93,共3页

针对空中对称刚体目标,提出了一种基于Hough变换拟合算法的姿态测量新方法。它对于中轴线提取过程进行了改进,通过详实的仿真实验和精度分析,证明该算法在一定程度上提高了中轴线测量法的抗噪性和测量精度,且易于实现,对于实际的工程应... 针对空中对称刚体目标,提出了一种基于Hough变换拟合算法的姿态测量新方法。它对于中轴线提取过程进行了改进,通过详实的仿真实验和精度分析,证明该算法在一定程度上提高了中轴线测量法的抗噪性和测量精度,且易于实现,对于实际的工程应用具有一定的借鉴价值。 展开更多

关键词 HOUGH变换 拟合算法 姿态测量 中轴线提取

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基于PCA法向量估计与RANSAC算法的隧道中轴线提取 被引量：1

9

作者 陈昌文 潘国兵 +4 位作者 张帅 敖其勇 袁小彬 熊延 龚洲 《中国煤炭地质》 2023年第2期61-66,共6页

为了减少隧道点云噪声对隧道中轴线提取精度的影响,提出主成分分析(PCA,Principal Components Analysis)算法点云法向量估计与随机抽样一致性(RANSAC,Random Sample Consensus)算法相结合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行R... 为了减少隧道点云噪声对隧道中轴线提取精度的影响,提出主成分分析(PCA,Principal Components Analysis)算法点云法向量估计与随机抽样一致性(RANSAC,Random Sample Consensus)算法相结合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行ROI(Region of Interest)区域提取及统计滤波预处理,其次通过PCA算法估计隧道点云法向量并进行点云法向量方向一致化处理,通过设定阈值分别提取满足要求的隧道拱顶及拱腰处法向量,最后用RANSAC算法代替最小二乘算法对筛选出来的法向量提取出精度较高的隧道中轴线。实验结果表明,本文方法所提取出来的隧道中轴线受噪声影响较小,斜率最大偏差0.007 1,最小偏差0.000 3,算法稳定性好,结果精度较高。 展开更多

关键词 主要成分分析算法 点云法向量 随机抽样一致性算法 隧道中轴线提取

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徕卡MS50全站扫描仪在地铁隧道断面中的应用 被引量：4

10

作者 李豪 邹进贵 +3 位作者 安祥生 朱勇超 聂海滨 朱晓康 《测绘地理信息》 2018年第5期68-71,75,共5页

研究了基于激光点云数据的隧道中轴线提取方法,首先根据中轴线生成任意一处的隧道断面平面,把断面附近离散点集投影至断面空间平面,然后利用旋转矩阵把点集旋转至垂直于坐标轴的平面,最后用椭圆拟合对平面上的点集进行拟合,对椭圆参数... 研究了基于激光点云数据的隧道中轴线提取方法,首先根据中轴线生成任意一处的隧道断面平面,把断面附近离散点集投影至断面空间平面,然后利用旋转矩阵把点集旋转至垂直于坐标轴的平面,最后用椭圆拟合对平面上的点集进行拟合,对椭圆参数进行分析,并与测量机器人的高精度点测量数据进行比较。通过对广州某地铁数据进行实验,结果表明本文提出的点云分析提取方法具有很好的精度。 展开更多

关键词 MS50全站扫描仪 地铁隧道 激光点云 中轴线提取 断面提取

原文传递

基于Radon变换的轴对称目标三维姿态测量方法 被引量：1

11

作者 赵江涛 张锁平 +2 位作者 张东亮 董涛 刘宁 《半导体光电》 CAS 北大核心 2015年第5期843-848,共6页

为测量轴对称目标的俯仰角和偏航角,提出了一种基于Radon变换的轴对称目标三维姿态测量新方法。首先分析了目标成像模型和三维姿态测量原理;其次采用Radon变换算法提取目标的初始中轴线,然后利用最小二乘拟合法优化得到更加精确的结果;... 为测量轴对称目标的俯仰角和偏航角,提出了一种基于Radon变换的轴对称目标三维姿态测量新方法。首先分析了目标成像模型和三维姿态测量原理;其次采用Radon变换算法提取目标的初始中轴线,然后利用最小二乘拟合法优化得到更加精确的结果;最后,以投弃式温深仪探头为对象,设计了仿真及物理实验来验证所提方法。仿真及物理实验表明,该方法能精确地提取目标的中轴线,中轴线角度平均误差小于0.02°。搭建的双目视觉测量系统可以用于目标三维姿态测量,测量精度满足应用需求。 展开更多

关键词 姿态测量 RADON变换 中轴线提取 双目立体视觉

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心脏多层CT数据中冠状动脉中轴的提取

12

作者 杨冠羽 Toumouli Cnhristine +1 位作者 舒华忠 罗立民 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期370-377,共8页

提出一种冠状动脉跟踪算法,算法以局部血管模型为基础,采用三维几何矩、多尺度Hessian矩阵分析以及血管滤波算子,估计最优尺度下血管的中轴点坐标、尺寸及方向.算法采用跟踪策略以改进其效率,由初始种子点出发,依次提取冠状动脉血管的... 提出一种冠状动脉跟踪算法,算法以局部血管模型为基础,采用三维几何矩、多尺度Hessian矩阵分析以及血管滤波算子,估计最优尺度下血管的中轴点坐标、尺寸及方向.算法采用跟踪策略以改进其效率,由初始种子点出发,依次提取冠状动脉血管的中轴点,最终构成冠状动脉血管树.分叉点检测算法能够有效地检测出可能的分叉点,并提取分支血管的种子点坐标.实验结果表明,算法能够有效地提取多层CT数据中的冠状动脉中轴线.结合估计的血管尺寸,三维模型能清楚地显示冠状动脉的解剖结构.同时算法有较高的计算效率,在普通的PC平台上,其运行时间能够控制在数分钟内. 展开更多

关键词 冠状动脉 中轴线提取 多层CT 几何矩 多尺度 HESSIAN矩阵

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火箭弹离轨参数测量中的图像处理方法 被引量：10

13

作者 王建军 苏增立 苏建刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第2期211-215,共5页

根据高速摄像系统在火箭弹离轨参数测量中的应用,介绍了火箭弹离轨参数测量原理,提出了帧相减、相关滤波定位、轴线自动提取等多种图像处理方法,并将这些方法应用于工程实际。实践表明,在利用帧相减和边缘跟踪技术进行粗定位的基础上,... 根据高速摄像系统在火箭弹离轨参数测量中的应用,介绍了火箭弹离轨参数测量原理,提出了帧相减、相关滤波定位、轴线自动提取等多种图像处理方法,并将这些方法应用于工程实际。实践表明,在利用帧相减和边缘跟踪技术进行粗定位的基础上,采用相关滤波技术在小区域进行定位可以减少计算量,使定位精度达到0.2个像元,而在轴线自动提取中,用灰度图像形态学边缘检测方法,可使姿态角测量精度优于0.5°。 展开更多

关键词 火箭弹 离轨参数 高速摄像系统 图像处理 轴线自动提取 帧相减 相关滤波定位

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基于三维激光扫描技术的地铁盾构隧道中轴线高程提取方法 被引量：7

14

作者 艾中亮 鲍艳 +3 位作者 郭飞 孔恒 鲍逸玮 卢建军 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第3期68-71,77,共5页

针对目前三维激光扫描技术检测盾构隧道横断面方法效率低、不能充分利用高密度点云数据的问题,从精度、效率及充分利用高密度横断面点云数据三方面进行隧道中轴线高程分析。提出利用空间几何关系快速提取隧道原始点云数据横断面的方法,... 针对目前三维激光扫描技术检测盾构隧道横断面方法效率低、不能充分利用高密度点云数据的问题,从精度、效率及充分利用高密度横断面点云数据三方面进行隧道中轴线高程分析。提出利用空间几何关系快速提取隧道原始点云数据横断面的方法,继而利用K近邻计算方法提取隧道中轴线高程。试验结果表明,该隧道中轴线高程提取方法与水准仪实测获得的隧道中轴线高程间最大差值为3 mm。与水准仪实测方法相比,该隧道中轴线高程提取方法的检测精度与检测效率均有较大改善,且其不需要进行横断面点云数据的抽稀,充分利用了海量原始点云数据,可推广应用至盾构隧道竣工验收工作。 展开更多

关键词 地铁 盾构隧道 三维激光扫描技术 中轴线高程提取

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