高速公路改扩建精密机载三维激光扫描测量方法

本文提出基于精密机载三维激光扫描测量技术的现有高速公路基础设施高精度测量方法,研究机载三维激光点云数据的高精度采集、控制布设及平面、高程的精化处理技术措施,其路面测量精度平面小于0.05m,高程小于0.02m,从而在不干扰现有道路交通流的情况下,安全、高效地获取高速公路改扩建勘测设计信息。京港澳高速公路涿州(京冀界)至石家庄段改扩建工程(K45-K236)应用表明:该方法经济、高效、安全,成果精度完全满足高速公路改扩建详测与施工图设计要求。     

基于三维激光扫描技术的高速公路滑坡体建模及应用

三维激光扫描技术作为一项新兴的测量技术,目前已在滑坡监测等领域广泛使用。本文采用Leica Nova MS50三维激光扫描仪对陕西省渭玉高速公路工程处治滑坡进行野外数据采集;使用Geomagic Studio软件对点云数据进行预处理,构建滑坡体的三维模型;利用最优密度点云数据创建DEM,进行滑坡体等高线、前缘剖面和微地形因子的提取与分析,为滑坡监测预警提供数据支撑。     

TLS在大型钢梁虚拟预拼和检测应用研究

钢结构桥梁的传统预拼接工作存在数据获取效率低、实地操作困难和成本高等问题,针对上述问题,以长益高速公路扩容工程为例,结合地面固定式三维激光扫描技术,详细阐述了基于三维激光点云数据的多跨π型钢混组合结构桥梁的虚拟预拼和检测方法。主要步骤为扫描设计、点云获取、数据处理及建模、虚拟预拼及误差检测。     

基于车载激光扫描与卫星图像测量协同的公路改扩建勘测设计方法研究

针对目前公路改扩建勘测设计项目受航空管制、人工上路实测难等因素限制而难以满足工期要求的问题,该文提出了一种结合车载激光扫描与卫星图像测量的公路改扩建协同勘测设计方法。利用车载激光扫描测量技术,快速采集既有道路高精度点云数据,处理得到设计所需的原有道路路面车道标志线、断面、中央分隔带等信息;基于车载激光点云强度信息识别出地面特征,作为卫星图像测量的地面控制点,以此生成所需的1∶2 000大比例尺数字线划地形图。试验结果表明:该方法生产的车载激光数据与卫星测绘的地形图可以高精度吻合,并满足公路改扩建工程定测与施工图设计精度要求,可以有效解决公路改扩建工程高精度信息快速获取难题。     

基于机载激光扫描数据的路线拟合设计

机载三维激光扫描测量,具有可穿透植被,高精度,高密度等技术优势,可以替代人工野外作业。密集的点云数据模型,可以任意获取走廊范围的矢量数据,方便指导路线设计。本文结合G4京港澳高速公路京石段机载三维激光点云数据,针对路线设计过程中对激光数据的使用方式、数据结构特点、路线平纵横指标的拟合设计提出相应的解决办法,为国内同类工程设计提供了借鉴和参考,具有一定的指导意义。     

基于机载激光雷达技术的山区高速公路勘测设计方案探究

为提高山区高速公路勘测设计中的工作效率,降低野外勘测工作量,提出了一种基于机载激光雷达技术(Li DAR)来实现高速公路勘测设计的数据采集和路线选型。研究结果表明:采用机载激光雷达系统将线路采集的进场数据、点云数据、正射影像反馈回设计人员,设计者可直接利用反馈数据和等高线来进行线路选型和纵断计算,将控制测量与勘查设计同步作业,提高勘测精确度和选线准确度。通过实例验证表明建立的Li DAR系统能够为山区高速公路线路选择提供精确的数据参考,有效降低公路设计勘测工程量。     

车载激光扫描与无人机摄影测量协同的公路改扩建勘察设计方法

目前公路改扩建勘察设计项目普遍采用航空摄影测量技术获取各类基础资料,该技术极易受气候条件、起降不便等因素影响,导致工期较长。该文提出了一种结合车载激光扫描与无人机低空摄影测量的公路改扩建勘察设计方法。首先利用车载激光扫描测量技术,快速采集既有道路高精度点云数据;然后利用无人机摄影测量技术获取高分辨率图像,生成数字正射影像DOM和1∶1 000数字线划图DLG;最后利用三维激光点云、DOM、DLG进行融合处理,得到设计所需要的原有道路路面车道标志线、断面、中央分隔带等信息。试验结果表明:该方法可高效生成地形图、地面线等基础资料,并且满足公路改扩建工程定测与施工图设计精度要求,可以有效解决公路改扩建工程高精度信息快速获取难题。     

基于实测点云数据的隧道分割及形变检测方法

为了解决隧道形变检测准确性低、分析不全面的问题,对隧道三维点云轴线提取、隧道影像生成及分割、隧道点云数据分割和隧道断面形变检测等方面进行研究。对于三维激光扫描仪获取到的隧道原始点云数据,首先基于设计轴线,对RANSAC算法进行改进,来拟合等间距隧道断面圆心,并采用基于最小二乘优化的3次B样条曲线拟合方法,获取隧道实测轴线;其次,通过从点云数据到影像的数据转换方法,生成隧道反射率影像,并进一步利用点云数据几何特征生成几何权重图,应用边界检测提取隧道影像中的边界线;然后,将边界线像素映射至隧道三维点云数据空间,实现隧道点云数据的分割;最后,设计一种精确的隧道断面形变分析方法,分析断面形变。试验表明:本算法可精确分割隧道点云数据,提高隧道断面形变检测的准确度和可靠性。     

无人机航测和车载激光扫描结合的公路改扩建地形图测绘

根据公路工程特点,长线路地形图测绘普遍采用无人机航测方式进行,然而在地形陡峭区域,无人机航测生成的公路地形图精度可能无法满足实际公路设计需求。针对该问题,本文提出一种结合无人机倾斜摄影测量和车载激光扫描技术的公路改扩建地形图测绘方法:首先进行车载点云数据采集和机载点云数据生成,并进行融合处理(包括去噪和投影抽稀),然后基于融合抽稀后的点云生成等高线地貌图,最后基于无人机倾斜摄影测量点云生成的真三维模型完成地物要素的矢量化。实验结果表明,使用本方法测制的地形图的带宽和精度完全可以满足公路改扩建初步设计的需求。     

考虑道路线形拟合的高速公路改扩建加铺设计研究

尽管针对高速公路改扩建平纵面线形拟合和旧路加铺设计的研究已有很多,但鲜见考虑了线形拟合结果的旧路加铺设计研究。基于现行公路路线和路面设计规范,结合改扩建设计经验,总结了高速公路改扩建平纵面线形拟合原则和旧路加铺设计原则,在此基础上提出了考虑道路线形拟合的高速公路改扩建旧路加铺设计思路,最后结合工程实例对相应的设计方案进行了详细的介绍。     

点云数据规则表面提取和空间仿真的应用研究

随着工程数字化及BIM设计的不断发展,3D测量在项目中的应用已不可或缺。在三维激光扫描点云处理中,以规则表面(平面、圆柱面、球面)的法向量和主曲率为参数建立了规则几何表面自动提取的数学模型,并对利用该模型提取的表面同名点距离与精密全站仪测距结果进行了模型精度对比分析。通过点云数据去噪、降采样、规则几何表面自动提取,结合3D贴图、渲染等操作,以某大楼空间仿真为实例,得到了一种厘米级的点云数据规则表面提取和空间仿真的应用方法。     

高精度三维地图在机西智慧高速公路的构建与应用

利用北斗卫星及地基增强系统提供的高精度定位技术,基于三维激光点云、倾斜摄影建模技术,通过移动测量系统和无人机采集机西高速沿线及周边地物精确空间信息,建立高精度三维地图,实现机西高速公路设施数字化及资产管理。     

青银高速公路宁东至银川段改扩建工程平纵面拟合与分析

目前中国高速公路改扩建项目日益增多,国内的高速公路改扩建工程以4车道改8车道居多,受施工技术、施工质量、运营管理等多方面因素的影响老路的实际中线与原施工图设计会有一定的变化,准确的对老路平纵面进行拟合与分析,是高速公路进行改扩建设计的关键。本文以青银高速公路宁东至银川段改扩建工程为例,介绍平纵面拟合分析的方法与步骤,可供同类工程参考。     

三维激光扫描技术在公路溶洞测量中的应用

某高速公路研究区发现溶洞与拟建高速公路某处桥墩相交,给公路工程建设带来较大安全隐患,为查清溶洞的形态、规模,采用三维激光扫描得到密集点云数据,再运用建模软件将点云数据逆向建立溶洞的三维模型。将溶洞三维模型与桥墩设计模型叠加,准确地分析了溶洞对高速公路的影响;将溶洞三维模型横、纵断面与桥墩横、纵断面进行叠加,准确量测出溶洞到桥墩桩基的距离,为桥墩桩基施工安全提供科学决策依据。     

基于BIM与点云结合的隧道施工空间几何偏差分析方法

为改善基于三维激光扫描技术的隧道施工几何偏差检测的效率和精度,通过研究狭长施工期隧道内扫描测站间距,应用改进的IC P法对三维点云进行拼接,基于参数化建模建立隧道BIM(建筑信息模型)设计模型,生成质量更高的BIM建筑设计模型和三维激光点云模型的套合模型,提取隧道二次衬砌段的侵限空间分布,从而建立隧道三维空间几何偏差的...     

LiDAR数据在公路测设中的精度改善技术研究

通过修正LiDAR点云的滤波处理结果,根据工程应用的需求,将高速公路和桥梁上的非地面点提取出来与地面点合并作为地形点.并添加高速公路路面边缘的三维矢量线作为约束条件进行联合建模,以达到补充桥梁和路面数据点的目的,从而提高数模精度.     

基于三维点云数据的沥青路面裂缝识别方法

针对沥青路面二维裂缝图像识别精度较低的问题,文中借助三维激光扫描技术,利用三维点云数据所提取的裂缝特征验证二维图像裂缝特征的准确性,同时将提取的三维点云数据裂缝指标用于深度学习的准确率提升,以此提高裂缝图像的识别准确率。首先将获取的高精度二维图像进行图像增加、去噪、分割、特征提取等,然后通过对路表三维点云数据进行分类、滤波、融合,重建沥青路面路表三维形态模型,实现沥青路面裂缝的高效高精度识别与裂缝特征参数提取,利用密集卷积神经网络(DenseNet)的裂缝图像识别算法对200张验证图像进行测试。结果表明,通过利用三维点云数据对二维图像进行辅助判别的方法,可大幅提高裂缝图像的识别准确率,具有良好的普适性。     

基于Catia的点云逆向设计

在汽车产品设计开发中,为了验证和评审产品的三维造型,通常按照1:1的比例制作模型,模型评审冻结后,用三维激光扫描仪扫描模型表面,获得点云。点云导入Catia软件后,通过逆向设计得到模型的表面数据,为后续结构设计、模具和检具开发,提供了数据来源。文章以某卡车的门护板点云逆向设计为例,详细阐述了逆向设计过程中的点云编辑、建模、精度分析和逆向数据质量检查的方法。     

高速公路改扩建工程平纵面设计思路与要点

本文结合南京机场高速公路扩建工程实践,分析总结老路平纵拟合、设计的方法与步骤,以期为高速公路改扩建工程路线设计提供参考。     

基于三维锥形栅格的激光点云语义分割方法EI北大核心CSCD

激光点云语义分割是自动驾驶系统中道路场景感知的重要分支。虽然主流方法将点云转换为规则的二维图像或笛卡尔栅格进行处理,减少因点云非结构化所带来的计算量,但二维图像方法不可避免地改变点云的三维几何拓扑结构,而笛卡尔栅格忽略了室外激光点云的密度不一致性,从而限制了包括行人和自行车等小物体的语义分割能力。因此,本文中提出了一种基于三维锥形栅格和稀疏卷积的激光点云语义分割方法,利用锥形栅格分区解决了点云的稀疏性和密度不一致的问题;为提高模型推理速度,设计了重参数化三维稀疏卷积网络。在SemanticKITTI和nuScenes两个大规模数据集上对所提方法进行评估。结果表明,与目前最新的点云分割方法相比,所提方法的平均交并比分别提升了1.3%和0.8%,尤其对小物体识别有显著的提升。