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基于激光雷达的隧道轮廓三维点云重构与形变检测研究

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为实现地铁隧道轮廓全面、高效、精准的数字化检测,提出一种基于三维点云的隧道形变检测方法。该方法通过相对定位算法将激光雷达获取的多周期隧道轮廓点云数据进行数据融合,利用地铁隧道建模算法对融合数据进行处理建立标准隧道轮廓模型,根据测量值与模型输出值对比结果完成形变检测。相对定位算法利用转速传感器与激光位移传感器获取的公里标与轨道特征数据实现对地铁隧道轮廓特征数据粗、细校准定位,以解决转速传感器定位误差较大导致的相同位置不同检测周期激光点云数据无法对齐融合的问题。地铁隧道建模算法基于径向基神经网络(RBFNN)对融合后点云数据进行多重训练并不断剔除大误差数据建立隧道普通内壁模型,结合聚类算法对被剔除数据训练建立隧道管线区域模型。研究结果表明:相对定位算法可实现多周期数据融合,相对定位误差小于10 cm;隧道建模算法利用点云数据可建立标准隧道模型实现隧道形变分析,形变分析误差小于10 mm,达到预期效果。

王耀东、苏广思、方恩权、周伟

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先进轨道交通自主运行全国重点实验室 (北京交通大学),北京,100044

广州地铁集团有限公司,广东广州,510335

中南大学交通运输工程学院,湖南长沙,410075

地铁隧道 定位算法 RBF神经网络 隧道模型 形变分析

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目先进轨道交通自主运行全国重点实验室(北京交通大学)项目国能朔黄铁路技术开发项目

2022JBXT005RAO2023ZZ003SHTL-22-28

2024

参考文献引证文献相关文献
同作者其他文献同项目成果
中南大学学报(自然科学版)
中南大学

中南大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.938
ISSN:1672-7207
年,卷(期):2024.55(6)
王耀东,苏广思,方恩权,等.基于激光雷达的隧道轮廓三维点云重构与形变检测研究[J].中南大学学报(自然科学版),2024,55(6):2393-2403.DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2024.06.029.