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(guó)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(huì)廣泛關(guān)注的問題，隧道的形變監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)性和主動(dòng)性的特點(diǎn)，正受到廣泛的關(guān)注，將移動(dòng)激光掃描技術(shù)應(yīng)用于地鐵隧道的變形監(jiān)測(cè)是隧道變形監(jiān)測(cè)的新方法。這是一種全新的非接觸式實(shí)時(shí)安全檢測(cè)技術(shù)，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足，它采用非接觸、實(shí)時(shí)在線的方式，全面獲取結(jié)構(gòu)體信息，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)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(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、高精度的特點(diǎn)，能提高監(jiān)測(cè)的精度和時(shí)空上整體監(jiān)測(cè)分析的能力。該技術(shù)也避免了監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)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(qiáng)噪聲的特點(diǎn)，這對(duì)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(diǎn)，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(duì)誤差的這種特點(diǎn)，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(duì)

3、比較簡(jiǎn)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(jì)方法，本文介紹了抗差估計(jì)的原理和各種抗差估計(jì)方法，最后采用了符號(hào)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(jì)模型證明了符號(hào)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(duì)隧道的形狀，對(duì)符號(hào)約束抗差最小二乘的算法作了改進(jìn)，大大提高了該算法的效率。
　?。?）分析了隧道