一种基于数学形态学的点云地物提取方法

从激光点云数据中准确提取典型地物能够显著提高数据处理的自动化程度,减少内业工作量。随着激光雷达硬件性能的不断提升,其获取的点云数据量越来越大,但直接针对点云数据的提取算法效率较低。提出一种基于数据形态学的地物提取方法:首先将点云数据转换为特征图像,利用λ-flat区域标记方法将点云划分为地面点和非地面点;然后根据非地面点在特征图像上的表现特征制定提取规则,对地物进行提取;最后,采用本文算法对试验数据进行地物提取,建筑、杆状物等典型地物的综合提取精度达94.7%。     

基于ArcGIS-Addin的激光点云断面数据提取应用研究

为了解决在已有激光点云基础上自动提取纵、横断面数据的问题,研发了基于ArcGISAddin的激光点云断面数据处理软件,该软件可根据设计线路和桩号,利用ArcObject中IPolyline接口提供的QueryPoint()方法计算出各中桩点,利用QueryNormal()方法计算出各桩号位置的道路法线。将中桩点和法线在不规则三角网中进行高程插值,可得到三维中桩点和三维横断面。在此基础上进行精度统计和格式转换等工作,实现了任意桩号、任意方向的断面数据自动提取及多种道路设计软件断面数据的导出。利用该方法在已分类激光点云基础上进行断面数据采集,一台可运行ArcGIS软件的普通PC机,断面处理速度可达100 km/h。     

GNSS失锁时车载激光扫描点云精度提高方法研究

为解决车载激光扫描系统因GNSS偶然失锁造成采集点云精度低等问题,采用布设不同控制点网形的方法对车载点云数据精度进行提高。实验流程为将车载激光扫描系统置于GNSS失锁状态下进行点云数据采集,通过3种不同控制点布设网形得到校正控制点,并对点云数据进行校正,研究不同控制点布设网形对点云精度提高的影响。研究表明,每100 m布设1个控制点,直线网形控制点校正后的点云平面精度为0.029 6 m,高程精度为0.032 8 m;双直线网形点云平面精度为0.057 7 m,高程精度为0.028 2 m;折线网形点云平面精度为0.079 9 m,高程精度为0.055 3 m。每300 m布设1个控制点,直线网形控制点校正后的点云平面精度为0.143 7 m,高程精度为0.037 5 m;双直线网形点云平面精度为0.131 8 m,高程精度为0.049 6 m,折线网形点云平面精度为0.121 8 m,高程精度为0.050 1 m。每500 m布设1个控制点,直线网形控制点校正后的点云平面精度为0.211 1 m,高程精度为0.045 8 m,双直线网形点云平面精度为0.213 6 m,高程精度为0....     

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。     

基于正态分布密度函数的三维激光点云强度渲染技术

三维激光点云不仅具有高精度的几何散点信息,还包含反映地物材质的反射强度信息,目前已广泛应用于轨道交通工程项目中。文章针对现有点云强度渲染技术的细节信息损失严重问题,研究一种基于正态分布密度函数的点云强度渲染技术,基于点云强度信息映射理论构造其正态分布密度函数映射,将点云强度信息保细节压缩为灰度信息。实验对比证明,此技术具有良好的细节表达能力。     

等高线遇地物自动编辑技术研究

等高线遇其他地物时打断、延伸等编辑是地形图编辑中耗时较长的一道工序。通过分析编辑工序中常见情形处理方式,制定了一套基于计算机程序的自动处理流程,并基于Auto CAD2006绘图平台,在ObjectARX环境下,运用Visual Studio 2002开发工具实现了该方案。生产应用表明,该程序可有效减少工序作业量,提高作业效率。     

基于点云数据的隧道断面线提取方法

隧道工程通常使用断面线进行限界、超欠挖、变形测量等应用的分析。介绍一种基于点云数据的隧道断面线提取方法,该方法以经过拼接、滤波、去噪之后的三维激光点云为数据源,首先对点云进行重组织,以便快速检索;然后根据隧道中线获得待提取断面线所在平面附近的点云切片;最后对点云进行处理,得到断面线。     

基于TLS数据的站场线路点云提取算法

铁路站场线路几何信息对于铁路安全管理与维护具有重要意义。由于铁路站场内包含多条线路,且轨道错综复杂,使得从大场景点云中自动提取多股道钢轨点云成为难题。地面激光扫描TLS(Terrestrial Laser Scanning)作为非接触式测量手段,可快速获取铁路场景中的海量点云数据。针对TLS技术获取的铁路站场点云数据,提出一种基于Delaunay三角网聚类的多股道钢轨点云提取算法。基于分割-归并的思想,在获取铁路站场高精度点云后,沿站场线路方向将点云分为若干段,基于轨道平顺性特征,利用三角网聚类算法逐段提取钢轨顶面点云。在归并阶段整合站场中各股道轨面点云信息,将各段轨面点云连接起来,同时匹配左右轨面点云。将该方法在玉林站部分站场区域进行实例验证,提取到的轨道点云在对象层面上的总体精度为93.95%,完整度为90.57%,准确度为97.59%,相较于平面格网法,提取总体精度提升了5.65%,准确度提升了18.49%。在10处截面提取轨面宽度与轨距,统计结果表明轨面宽度中误差为5.2 mm,轨距中误差为5.3 mm,满足工程精度需要。实例结果表明,算法可准确有效提取站场多股道钢轨顶面点云,...     

基于区域增长的LiDAR点云数据DEM提取

机载Li DAR系统能够快速获取数字表面模型,通过滤波处理,可以获取数字高程模型(DEM)。提出一种从机载Li DAR点云数据获取DEM的方法,首先对点云数据建立网格分块索引,然后逐行逐列按照一定的间距选取地面点作为种子点,使用区域增长算法增长地面点,获得地面点集,最后通过逐点内插生成DEM。选取机载Li DAR数据进行实验,结果表明该方法得到的DEM质量较高。     

基于PointNet的地铁盾构隧道点云典型要素分割

本文针对盾构隧道三维激光点云数据,利用PointNet点云识别算法,构建隧道要素分割的深度神经网络模型。基于各要素样本数据与隧道壁背景数据存在类别不平衡情况,首先通过InstanceHardnessThreshold算法对隧道壁数据进行采样,平衡类别比例,同时借助focal loss函数对PointNet网络进行优化,使其更加着重于样本数目较少要素类别的学习,以提升分割效果。结果表明,本文研究方法能有效分割出横向施工缝、环向施工缝、螺栓孔等盾构隧道典型要素,可为隧道可视化和模型分析提供重要支撑。     

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...     

铁路货车车载电源技术研究

因铁路货车缺乏供电电源,造成货车车载监控技术难以应用。随着铁路货运的提速与重载运行,研究货车车载供电技术对于提升铁路货车安全监控能力尤为重要。首先调研了已有及潜在的铁路货车车载供电技术,其次对这些供电技术的原理及优缺点进行深入的归纳,最后提出了一种振动车载供电技术方案。研究结论可对国内铁路货车车载供电技术的研制工作提供参考。     

一种从LIDAR点云数据中提取DTM的方法

DTM的应用日益重要和广泛，利用LIDAR点云数据提取DTM是一种简单有效的方法。但由于地形的多样性和地面上物体的复杂性，以及LIDAR原始点云数据的不连续性和不规律性，很难找出一种在各种地形都适用的DTM提取方法。提出一种从LIDAR数据中快速提取DTM的方法，分三个步骤：首先对原始LIDAR点云数据进行规则化处理，生成DSM；然后对DSM按单元进行一些操作，得到初始DTM；最后利用梯度阈值操作，进行DTM平滑。实验结果表明，该方法简单实用，适应性强。     

一种机载LiDAR点云电力线自动提取和重建方法

针对机载激光雷达（LiDAR,Light Detection and Ranging）铁路电力线点云特性,尤其是水平投影近似重叠的情况,提出一种电力线自动提取的方法。结合直线拟合法、成分分析法和Hough变换法计算电力线在XOY平面走向;利用空间距离聚类方法将水平投影近似重叠的2股点云分离开来;采用Davis-Bouldin指标的最佳聚类数判定方法,自动计算电力线条数;利用K-means聚类方法将单根电力线点云提取出来;并基于二次多项式的最小二乘拟合方法确定电力线模型参数,进行三维重建。实验证明,该方法能够达到较高的拟合精度,尤其对水平投影近似重叠且有中断的点云,拟合效果较好。     

车载监控系统中的网络通信技术研究

主要介绍了磁悬浮列车车载监控系统中网络通信技术的应用。车载监控系统是磁悬浮列车的重要组成部分，通过车载监控系统可以实现车辆部件和设备的在线监测、故障诊断、集中控制等功能。在系统诊断和控制的过程中多次体现了网络通信的重要思想。说明了基于嵌入式系统下的网络通信机制，给出了通信协议和硬件接口，并阐述了网络通信的具体实现方法。     

高速铁路ATO系统车载无线通信技术研究

在高速铁路ATO系统中,ATO车载设备与TSRS设备利用GPRS分组交换网络进行车地通信。对ATO车载无线传输技术进行深入研究,重点研究其中几项关键技术的解决方案:无线会话管理、无线通信协议、ATP接口适配、GPRS电台接口适配,介绍相关无线传输软件的设计和实现,并对该软件在京沈客专试验期间的延时指标进行分析。     

基于多级体素的支柱及支持装置点云自动提取方法

以三维激光扫描点云数据为研究对象,首先利用八叉树构建多级体素;其次,通过分析支柱及支持装置的空间、几何特征生成种子体素;然后,利用区域生长方法,制定生长规则,分离出单个支柱及支持装置;最后,以单个支柱及支持装置为处理单元,采用渐进式的提取策略细化提取点云,获取单个支柱及支持装置的有效、精确数据,实现支柱及支持装置点云的自动提取,并进行试验验证。结果表明:该方法不仅能完整、准确地提取所有支柱及支持装置,且单个支柱及支持装置点云数目提取的平均完整度和正确率分别达到94.08%和94.48%,验证该方法的有效性和优异性;通过构建多级体素,不仅提高了邻域搜索的速度,还提高了单个支柱及支持装置的点云提取精度。     

基于故障注入的CBTC车载测试技术研究

CBTC车载系统作为安全苛求系统,对其进行完备的硬软件测试具有很高的学术意义和社会价值,然而目前国内相关的测试规范非常稀缺,安全评估也有着很大的空白,所以在进入工程应用之前对其进行严苛的安全性测试就更为重要。本文提出一种自动化的测试框架,引入故障注入的测试方法,加强系统的揭错、纠错能力,具有很高的应用价值。     

三维激光扫描仪在轨距提取中的应用研究

采用徕卡MS50三维激光扫描仪获取同济大学试验线点云数据,并结合预处理软件对其进行处理,对点云数据封装并规则化处理后建立基础操作模型,生成轨面下16 mm处特征截面,在此基础上提取、导出线路轨距。经比较,软件提取轨距与人工实测值基本吻合。本次试验实现了在三维模式下轨距的提取,为获取线路轨距数据提供了新的方法。