基于激光掃描數(shù)據(jù)的隧道曲面重建技術(shù)研究.pdf

1、近年來，我國城市地下軌道交通發(fā)展迅速，隨著地下軌道交通的發(fā)展，地鐵隧道安全成為社會廣泛關(guān)注的問題，隧道的形變監(jiān)測也就越來越受到重視。激光掃描技術(shù)以其高精度、高密度、實時性和主動性的特點，正受到廣泛的關(guān)注，將移動激光掃描技術(shù)應(yīng)用于地鐵隧道的變形監(jiān)測是隧道變形監(jiān)測的新方法。這是一種全新的非接觸式實時安全檢測技術(shù)，能彌補傳統(tǒng)檢測方法的不足，它采用非接觸、實時在線的方式，全面獲取結(jié)構(gòu)體信息，基于計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)融合，成本低，過

2、程可重復(fù)，具有實時、動態(tài)、高精度的特點，能提高監(jiān)測的精度和時空上整體監(jiān)測分析的能力。該技術(shù)也避免了監(jiān)測與運營的矛盾以及常規(guī)方法所處的惡劣工作條件。
　　由于激光掃描數(shù)據(jù)有海量、冗余、強噪聲的特點，這對數(shù)據(jù)處理帶來了挑戰(zhàn)。本文分析了隧道激光掃描數(shù)據(jù)誤差的特點，指出激光掃描數(shù)據(jù)的誤差存在于徑向方向，而不是單純的存在于豎直方向。針對誤差的這種特點，提出了用空間轉(zhuǎn)換的方法，將直角坐標(biāo)空間轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)空間，還原了誤差方向并使粗差剔除變得相對

3、比較簡單。由于激光掃描數(shù)據(jù)中含有大量的粗差，所以必須采用抗差估計方法，本文介紹了抗差估計的原理和各種抗差估計方法，最后采用了符號約束最小二乘，并證明了該方法的合理性。
　　論文的主要研究成果如下：
　?。?）通過Laplace分布的M估計模型證明了符號約束抗差最小二乘的合理性，為該方法的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）針對隧道的形狀，對符號約束抗差最小二乘的算法作了改進，大大提高了該算法的效率。
　?。?）分析了隧道