基于移动激光扫描三维点云的限界检测技术研究

针对传统城市轨道交通限界检测方法无数据留存、作业难度大的不足,提出采用三维激光扫描的方法进行限界检测.通过对扫描数据、惯导数据及里程数据的融合处理,得到按线路里程展开的三维激光点云.再根据扫描中心与钢轨间的固定几何位置关系,快速分割出钢轨点云,采用经改进的迭代最近点算法将钢轨点云与标准钢轨断面模型进行精确配准,提取左右...     

基于三维激光扫描的铁路罐车点云数据预处理技术

铁路罐车经三维激光扫描得到的点云数据,数据量大,且不完全有效.介绍常用的点云数据预处理技术,包括基于同名点的点云数据配准、针对不同种类杂点的去杂、采用5点平均值滤波法的数据平滑、通过手动弥补方式进行的数据修补、运用均匀网格法实现的数据简化以及借助软件实施的数据空间置平等.经预处理后的点云数据,可满足下一步操作的要求.     

ALS70激光点云检校流程

由于各种误差的存在，未经检校的激光点云数据并不能直接应用于生产。主要讲解了ALS70激光点云数据的检校顺序及侧滚角、俯仰角、航偏角、距离、高程的检校过程及方法。     

基于布模拟滤波和支持向量机的隧道三维点云提取算法

针对传统隧道点云提取方法存在先验条件要求较高、参数依赖性较强、通用性较差的问题,提出基于布模拟滤波和支持向量机的隧道三维点云提取算法。介绍隧道三维点云提取算法流程,分析点云数据获取与下采样算法、基于布模拟滤波算法的地面滤波,以及基于支持向量机的隧道点云提取算法,并开展现场验证试验。试验结果表明,基于布模拟滤波和支持向量机的隧道三维点云提取算法,可准确剔除与隧道点云特征不一致的非隧道点云,隧道点云提取具有处理速度快、准确率高、通用性强的特点。但如果隧道中出现大量距离隧道非常接近的物体,且体积较小,该算法会出现较多误判。减少误判是该隧道三维点云提取算法今后的研究方向。     

基于三维激光扫描点云整体分析的铁路隧道超欠挖检测方法

传统隧道施工难以避免超欠挖现象的发生,影响隧道的工程质量以及施工效率。三维激光扫描技术因其便捷、信息量大等特点,在隧道施工过程中提供快速有效的测量结果,但目前主要通过取断面形式进行超欠挖分析,亟需一种对点云整体分析的方法。为此,针对三维激光扫描的隧道超欠挖检测,提出一种基于点云拟合曲面并结合设计面法线的分析方法。结果表明：三次B样条曲线在曲线要素的表现和控制性能上较好,适用于隧道断面的重构;检测断面上建立法线,并在拟合面上找到其所唯一对应的实际检测点,通过两点的距离作为超欠挖的基准;编制的分析软件可对隧道数据进行批量处理,便于隧道工程超欠挖检测的实时分析评。因此,双三次B样条拟合法的超欠挖的扫描和计算,其精度、效率高,可满足实际工程中隧道超欠挖的检测。     

基于三维点云的隧道施工开挖面岩体结构面迹线识别

隧道施工开挖面岩体结构面迹线是评价隧道围岩等级的重要分析对象,是地质素描的重要内容,而传统的人工地质素描难以快速准确记录结构面迹线,故针对基于隧道三维点云数据的岩体结构面迹线提取方法开展研究.首先,根据三维激光扫描仪的原理,采用先球面投影2次后平面投影的方法将三维点云投影到平面上,以保持点云间的相对拓扑关系;然后,采用...     

基于KUKA机器人的CRTSⅢ型轨道板三维点云自动化采集系统研究

为适应CRTSⅢ型轨道板高精度、快速、自动化检测的需求,将KUKA机器人与三维激光扫描仪相结合,设计出一套基于KUKA工业机器人的CRTSⅢ型轨道板表面特征点云自动化采集系统。利用KUKA机器人编程语言来实现机器人运动程序和逻辑控制程序的编写,利用C#语言来实现计算机控制系统程序及人机交互程序界面的编写,通过自定义通讯协议来实现计算机与机器人程序总体集成。研究表明,系统在各坐标分量上的重复定位精度为0.08 mm,点位重复定位精度为0.06 mm,能够满足相关规范中对检测项目0.5 mm的最高精度要求。该系统已在某轨道板生产线得到应用,大幅提高了检测效率,减少了人工投入和操作难度,实现了检测过程的高度自动化。     

基于计算机集群的车辆效果图分块渲染技术

针对车辆效果图渲染速度慢、制作周期长的问题,文章讨论了单帧车辆效果图分块渲染,并基于计算机集群实现参数化操作的方法,同时总结了实践中分块渲染方式的局限,指明了进一步深入研究的方向.     

基于三维移动激光扫描技术的铁路限界测量方法

传统铁路限界测量作业效率低,难度大,如何高效且精确地获取限界数据成为铁路建设亟需解决的问题,为此,提出了将三维移动激光扫描技术运用于铁路限界测量的方法。通过实际工程应用后,与传统限界测量结果进行对比,结果显示,移动激光扫描测量具有自动化程度高、获取数据速度快、点云数据量大、精度可靠性高以及数据处理迅速等优点,今后可将该技术在类似工程测量项目中推广应用。     

基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差评价方法

盾构机在掘进过程中,由于盾构姿态控制不当等因素,管片拼装时常发生错台值、椭圆度失准等工程质量问题,这些施工质量问题往往会对隧道的稳定性及安全性造成影响,为保证盾构隧道的安全施工与健康服役,在施工过程中对盾构管片拼装质量进行动态评估尤为重要。针对传统盾构管片拼装检测效率低,精度有限及检测数据全面性差等问题,应用三维激光扫描技术采集盾构管片拼装成型后的点云数据,通过长短轴法和改进的按斜率分割法分别对盾构管片的椭圆度和错台值进行测算;同时提出环段数据拟合提取隧道中轴线及中心点的方法,实现盾构管片拼装质量高精度、高效率、自动化检测。结合实际盾构隧道工程案例分析,验证基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差检测方法的可行性。     

基于几何特征信息的铁路罐车点云容积快速计算方法

针对目前三维激光扫描法处理铁路罐车点云存在的问题,提供一种基于几何特征信息的改进方法。此方法首先分析筒体和封头的几何特征,确定抽稀算法;然后利用数据拟合算法,完成几何特征信息的获取;最后,实现容积的准确、快速计算。试验结果表明,该方法与几何测量法、传统三维激光扫描法所测容积差较小,容积结果输出时间小于20 s。此方法有利于三维激光扫描技术在铁路罐车容积测量领域的应用与推广。     

密度聚类与PCA的点云数据处理技术在高铁轨道检测中的应用

为解决轨道手工检测效率低、准确度不高的问题,克服二维线激光与轨向不垂直而影响检测精度的不足,利用三维结构光点云技术对高铁轨道表面状态进行检测。数据处理是三维结构光检测的重要环节,综合运用密度聚类与PCA算法对点云进行快速处理。首先采用三维栅格算法对点云进行采样,减少点云数据量;其次利用密度聚类将点云分成不同的簇类以去除噪声点和离群点,提取出目标点云;最后通过PCA算法计算点云的3个主成分向量,求解变换矩阵变换点云,实现点云初始配准。精确配准后,与标准模型点云对比,即可得出检测结果。现场试验结果表明,该方法运行速度快,配准精度较高,有效提高了检测的效率和精度。     

铁路轨道强度及弹性点支承连续梁的Spline函数解法

本文从集中荷载作用下铁路轨道的钢轨及弹性点支承连续梁的挠曲曲线是三次Spline曲线出发，利用Spline函数和工程力学基本知识，建立了挠曲曲线位移及二阶导数列向量满足的联立矩阵方程，从而可以解得钢轨位移、弯矩及剪力，同时．自然地给出挠曲曲线的表达式。与有限单元方法比较，本文方法具有公式推导简捷，思路清晰，便于计算机计算，而且计算工作量较小等优点。     

三维激光异物侵限监测系统研究

针对异物侵限问题开展异物侵限监测系统研究.该系统以三维激光扫描技术为基础,以三维点云数据重构技术为核心,并融合基于深度学习的图像识别技术,实现对铁路沿线危岩落石段、高陡边坡、隧道洞口等易发生异物侵限区段的实时监测.经在京广铁路大庙峡隧道洞口测试,该系统可以实时准确地进行异物侵限监测及报警,且其适用于不同复杂线路环境,可...     

基于3D移动测量系统点云数据的钢轨信息自动提取方法

为实现铁路基础设施智能化管理运维,利用3D移动测量系统高效获取高精度点云数据,并对点云数据进行智能化处理。钢轨作为铁路基础设施中最基本的单元,是几何参数计算的基础,对其信息进行自动提取具有重要意义。因此,提出了一种基于3D移动测量系统点云数据的钢轨信息自动提取方法。首先利用点云数据中的角度信息快速实现道床区域的分割,有效减小计算量;然后利用精细栅格划分和动态阈值实现地面点与非地面点的分离;最后利用DBSCAN聚类算法与RANSAC算法完成钢轨点云数据的最终提取。为验证该算法的有效性,以国铁场景钢轨点云数据和隧道场景钢轨点云数据为试验对象,验证结果显示国铁场景和隧道场景的钢轨点云提取准确度分别为96.32%和97.54%,完整度分别为92.14%和94.87%,准确度和完整度均高于90%。试验结果表明:该方法具有操作简单,提取结果准确的优点。     

基于NURBS的轨道板点云外形尺寸检测研究

CRTSⅢ型轨道板铺装前必须进行逐板检测。因此,如何有效提高轨道板的检测效率及检测精度成为一个亟待解决的问题。三维激光扫描技术作为一项新兴技术,为空间信息的获取提供一种全新的技术手段。以三维扫描仪获取的CRTSⅢ型轨道板承轨台点云数据作为研究对象,在点云预处理的基础上采用NURBS曲面拟合建模,并利用模型建立特征,据此提取承轨台相关核心检测指标。实验结果表明,NURBS模型视觉效果较好且重构精度较高,各检测指标最大偏差均未超过允许值,检测结果具有较高的可靠性,该方法实现了轨道板模型参数的可视化和信息化表达。     

基于空间点云的铁路信号工程BIM设计优化

在铁路信号工程设计中,目前基于空间几何关系的BIM设计手段存在设计效率低、无法满足设计需求的问题.提出基于空间点云的BIM设计手段,以快速精准的方式对站场、线路三维空间内的信号分散设备器材进行定位.通过该设计手段,不仅对以往BIM技术应用进行探索、总结和提升,更有效解决了设计效率低和准确性不高等问题,并为后续将BIM技...     

基于三维激光扫描的既有铁路中线勘测方法研究

线路勘测是既有铁路改造、维护以及与增建二线的重要环节,为解决铁路轨道三维激光点云不完整对钢轨线型提取的精度和影响等问题,提出一种基于钢轨结构特征约束匹配的三维激光点云轨道中心线自动提取新方法,通过将三维激光扫描获取的钢轨断面与标准钢轨相匹配,以标准钢轨中心线对遮挡和缺失的实际扫描钢轨中心线进行表达,从而精确计算钢轨中线...     

基于三维激光扫描的铁路隧道净空断面测量

在铁路隧道的相向施工方案中,受隧道控制网精度、测量仪器、测量方法及自然环境因素的影响,不可避免地会产生贯通误差,为解决贯通误差对隧道限界的影响问题,结合工程案例,研究利用三维激光扫描技术进行隧道净空断面几何形态测量,并通过隧道中线调整来实现消除贯通误差的方法,并从如何高效准确获得整个隧道的点云数据,以及如何快速提取净空...     

基于机器视觉的激光焊缝余高检测技术

激光焊技术的应用促进了轨道车辆产品的档次提升,而在搭接接头焊接过程中,由于间隙影响会出现焊缝表面余高不足,直接影响焊缝质量。传统的表面余高测量方法无法满足检测精度及交检节拍要求。针对这一检测需求,研究开发了基于机器视觉的激光焊缝余高检测技术。该技术通过重建焊缝表面点云,进行图像校正与分析,获取特征点并计算余高。通过试验验证了该方法的可靠性及检测精度。所测余高值与破坏性金相检测方法测量余高值之间的差异对比结果表明,其检测精度优于0.05 mm,能够满足激光焊质量评估要求。