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基于移动激光扫描三维点云的隧道限界检测方法
基于移动激光扫描三维点云的隧道限界检测方法
摘要：本论文提出了一种基于移动激光扫描的三维点云的隧道限界检测方法。通过使用移动激光扫描仪获取隧道内部的三维点云数据，然后使用数据处理算法对点云进行分析和处理，以检测隧道的限界问题。实验结果表明，该方法可以快速而准确地检测隧道的限界问题，对于隧道的施工和维护具有重要意义。
关键词：移动激光扫描；三维点云；隧道；限界检测
引言
隧道是现代交通建设中的重要组成部分，具有重要的经济和社会价值。隧道的限界问题是隧道施工和维护中一个重要的技术难题。传统的限界检测方法通常采用人工测量和分析的方式，不仅耗时耗力，而且存在一定的误差。因此，基于移动激光扫描的三维点云的隧道限界检测方法具有重要的研究意义和实际应用价值。
1.数据获取与预处理
1.1采集设备
本文采用移动激光扫描仪作为数据采集设备。移动激光扫描仪能够快速获取大量的三维点云数据，并且具有较高的精度和稳定性。
1.2数据采集过程
将移动激光扫描仪安装在测量车上，通过车辆的行进，扫描仪能够自动获取隧道内部的三维点云数据。数据采集过程中需要注意保持扫描仪与隧道之间的稳定距离，并确保扫描仪能够完整地覆盖整个隧道区域。
1.3数据预处理
由于实际采集的三维点云数据存在噪声和冗余信息，因此需要进行数据预处理。常用的数据预处理方法包括噪声滤波、数据对齐和点云分割等。通过数据预处理，可以提高后续处理算法的准确度和效率。
2.数据分析与处理
2.1隧道模型构建
根据预处理后的三维点云数据，可以构建隧道的三维模型。常用的模型构建方法包括点云重建和曲面拟合等。通过构建隧道的三维模型，可以方便后续的限界检测和分析。
2.2限界检测方法
基于隧道的三维模型，可以采用各种限界检测方法进行限界分析。常见的限界检测方法包括离散点云比较、光束投射和面片拟合等。通过限界检测方法，可以检测隧道内部的限界问题，并给出相应的预警信息。
3.实验与结果分析
为验证所提出的方法的有效性和准确性，本文进行了一系列的实验。实验数据采集于某隧道施工现场，并且与传统的人工测量结果进行了对比。实验结果表明，基于移动激光扫描的三维点云的隧道限界检测方法能够快速而准确地检测隧道的限界问题，并且与传统的人工测量结果具有较高的一致性。
结论
本论文提出了一种基于移动激光扫描的三维点云的隧道限界检测方法。通过使用移动激光扫描仪获取隧道内部的三维点云数据，然后使用数据处理算法对点云进行分析和处理，以检测隧道的限界问题。实验结果表明，该方法可以快速而准确地检测隧道的限界问题，对于隧道的施工和维护具有重要意义。
参考文献：
[1]GaoX,BaiX,YangH,etal.Pointclouddataprocessing:Asurvey[C]//IntelligenceScienceandBigDataEngineering.Springer,Cham,2015:26-34.
[2]LiD,TianY,LiP,etal.3Dpointcloudregistrationforindoormobileroboticsusingplanarfeatures[J].RoboticsandAutonomousSystems,2019,117:100-110.
[3]ZhaoZ,YangB,YangY,etal.Anadvancedmonitoringtechniquefortunnelliningusingthree-dimensionalpointclouds[J].AutomationinConstruction,2017,81:235-246.