煤航隧宝在隧道点云数据处理中的应用分析_张健珲.pdf
《煤航隧宝在隧道点云数据处理中的应用分析_张健珲.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤航隧宝在隧道点云数据处理中的应用分析_张健珲.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 第 35 卷 1 期2023 年 1 月中 国 煤 炭 地 质COAL GEOLOGY OF CHINAVol.35 No.1Jan.2023doi:10.3969/j.issn.1674-1803.2023.01.13文章编号:1674-1803(2023)01-0074-04煤航隧宝在隧道点云数据处理中的应用分析张健珲1,2,杨培义1,2,宋袁龙1,2,彭桂辉1,2(1.中煤(西安)航测遥感研究院有限公司,陕西西安 710199;2.中煤航测遥感集团有限公司技术发展研究院,陕西西安 710199)摘 要:煤航隧宝三维点云数据处理软件通过对高精度三维点云数据的智能化处理,能够快速检测隧道施
2、工质量,及时提供隧道施工过程中的超欠挖信息、混凝土方量等检测报告,辅助隧道施工过程的精细化管理。本文以某段隧道工程为实例,详细介绍了点云数据的处理流程以及所采用的处理算法,以数据处理结果为支撑,说明了三维扫描系统在隧道施工中具有很强的实用性。关键词:煤航隧宝;点云数据;三维激光扫描技术;方量计算中图分类号:P225 文献标识码:AApplication Analysis of Tunnel-DP in Tunnel Point Cloud Data ProcessingZHANG Jianhui1,2,YANG Peiyi1,2,SONG Yuanlong1,2,PENG Guihui1,2(
3、1.China Coal Aerial Photogrammetry and Remote Sensing Group Co.,Ltd.,Xian,Shaanxi 710199;2.ARSC Institute of Technology Development,Xian,Shaanxi 710199)Abstract:Through intelligent processing of high-precision 3D point cloud data,the Tunnel-DP 3D point cloud data processing soft-ware can quickly det
4、ect the quality of tunnel construction,and provide timely inspection reports such as over-under-excavation infor-mation and concrete volume during tunnel construction to assist the refined management of tunnel construction process.Taking a certain tunnel as an engineering example,the processing flow
5、 and algorithm for point cloud data is introduced.And it is stated by the data pro-cessing results that the 3D scanning system has strong advantages in tunnel construction practicality.Keywords:tunnel-DP;point cloud;laser scanning technology;square calculation基金项目:陕西省科技研发项目“面向高分辨率遥感影像的智能化标注云平台”(2022
6、ZDLGY01-12)第一作者简介:张健珲(1991),男,河南新蔡人,工程师,从事 LIDAR数据处理相关研究。E-mail:991260446 收稿日期:2022-07-14责任编辑:张燕生 隧道项目工程监测技术是隧道工程的一个重要构成部分,三维激光扫描技术以其可连续、自动、快速地收集大量且完整的目标物表面三维点云数据、以及可进行非接触式数据获取等优点,被隧道建设工程领域广泛使用1-5。张豪等利用获得的隧道点云数据分析隧道超欠挖信息,认为点云数据相对常规全站仪、断面仪所得到隧道超欠挖结果更为精确6。李勇兵等利用隧道全断面三维点云数据分析隧道变形状况,认为分析结果更加直观、相对传统方法,可以
7、快速检测施工质量及偏差7。白彦波等将激光点云应用于隧道施工开挖优化,分析发现超欠挖现象有明显改善,有助于隧道开挖整体工程的空间精确优化8。葛超等提出一种基于三维扫描和图像处理技术的检测方法,通过规则格网内插将展平后的点云数据转换为图像,后用连通域分析的方法标记不同的超欠挖区域,应用于施工过程中的隧道超欠挖检测,效率高且精度满足要求9。李瑶等研究一种基于三维激光扫描技术的隧道超欠挖算法,将此算法应用于某矿山法铁路隧道施工中,能够方便快捷的计算断面超欠挖情况,便于施工单位调整爆破方案,具有一定实用价值10。中煤(西安)航测遥感研究院有限公司在前人研究的基础上,针对隧道点云数据设计研发了一款全自动化
8、点云数据处理软件 煤航隧宝三维激光点云数据处理软件(Tunnel-DP,以下简称煤航隧宝)。该软件兼容多种格式的三维激光点云数据,通过对隧道点云数据的自动化、智能化处理,能够完成隧道检测需要的数据准备,支持进行隧道施工过程的数据管理和竣工验收的质量检测,进而指导现场施工。1 点坐标计算原理(定位原理)通过三维激光扫描可以获取大量点的坐标(点云),它采用相位式激光测距仪,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延1 期张健珲,等:煤航隧宝在隧道点云数据处理中的应用分析75 迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离11-12。若调制光的角频率为 在待测量距离 D 上往返一
9、次产生的相位延迟为 ,则对应的时间 t 可表示为 t=/。激光发射速度可以保持一定可视作常量,所以发射点和目标的距离可以利用时间来计算,与此同时,三维激光扫描仪能够记录反射信号强弱,故不同的反射信号可以表征不同物体的部分物理性质13-14。在空间坐标系中,三维坐标 X、Y、Z,仪器默认出发位置 O,物体的高度 h 即坐标系中的 Z,从激光发射初始点仪器会设置 Y 为面对物体的方向,X 为相对 Y 的垂向。由记录的距离 S、水平方向角 和垂直方向角 ,通过公式(1)即可计算出目标点的相对坐标 x、y、z,坐标系如图 1 所示15。图 1 坐标系Figure 1 Coordinate system
10、x=Scossiny=Scoscosz=Ssin|(1)2 工程应用分析2.1 数据处理流程煤航隧宝功能全面,除点云基本处理功能如多模式渲染、分类、裁剪、合并、点法向量计算、平面曲面拟合等等外,针对隧道工程施工方面的特色功能有超欠挖计算和方量计算两个。本文从超欠挖计算和方量计算两个功能模块展开,结合中铁一局承建的某段隧道,详细说明由原始点云数据经过添加设计断面和线路、坐标转换、点云滤波、隧道超欠挖计算、方量计算等步骤得出最终成果的过程,数据处理流程如图 2 所示。2.2 坐标转换一般来说,通过三维激光扫描仪所获取的初始点云数据都处于扫描坐标系下,在这种扫描坐标系下,原点 O 为激光发射点,Z
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤航隧宝 隧道 数据处理 中的 应用 分析 张健珲
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。