实验原理

实验原理

1.采用三维激光扫描技术采集隧道点云数据,首先,需要进行实地勘察,确定要扫描点的数目和要扫描的清楚部位,位置不能超越过扫描仪器所能达到的距离,然后确定扫描仪的基础点位。其次,选择合适的标靶,这样就需要将获得的平面控制测量与高程控制测量做平差处理,从而得到准确的标靶,一般情况下标靶布置在直线段的时候标靶和将要测站范围设置在40m-50m,如果在曲线段则设置在30m-40m,并且要根据现场情况调整。然后,调节扫描仪设备保证设备在水平状态,接上电源和网络,调整网络参数。最后,进行扫描获取需要的数据。

2.对点云数据进行处理,获得数据之后接下来就是对获得的点云数据进行处理,由于在扫描的过程中总会出现一些人力无法控制的因素从而产生一些无关数据,我们的工作就是找出这些无关的数据然后将其删除,这就是去噪,得到的采样数据可以用以下模型表示: Pi = gq ( xi,yi,zi ) + gs ( xi,yi,zi ) + ea ( xi,yi,zi ) + eb ( xi,yi,zi ) 。 其中,gq ( xi,yi,zi ) 为理想的被测目标值; gs ( xi,yi,zi ) 为被测物体本身的缺陷而产生与理想值的偏差; ea ( xi,yi,zi ) 为规律性误差; eb ( xi,yi,zi )为随机误差;当隧道里被扫描物体体积庞大而且所处的环境比较复杂不能一次性获得所需要的所有信息时,就需要对物体进行全方位、多角度不断扫描。完成以上的操作后还需对数据进行着色和渲染,另外由于获得的数据太过庞大,所以还需对数据进行精简,这样才能保证数据的精度性。最后进行坐标的转换,将坐标转化到实际检测隧道中来。

3.建立三维模型进行分析,在建立三维模型之前需要对所得的影像图进行曲面重构。首先切取隧道点云,然后采用软件完成噪声等一系列工作实现建模分析。通常建设的隧道形状是拱形的,这种形状往往不利于影像分析,于是可以采用投影的方式将所得的影像展开成平面。对于三维激光扫描仪所获得影片信息还可以进行裂缝和渗水信息分析,如果隧道出现裂缝或者渗水等不正常情况时,反射率会发生相应变化,在影像中可以从其灰度值中体现出来。

知识点:共5个

1.三维激光扫描设备原理与使用方法

2.隧道点云数据的采集

3.点云数据的精确处理

4.坐标转换与图像重构

5.三维建模分析