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轨道交通隧道建筑空间激光扫描数据采集方法研究
| 论文题名： | 轨道交通隧道建筑空间激光扫描数据采集方法研究 |
| 关键词： | 3D激光扫描;移动式激光扫描;隧道内定位;空间数据重建 |
| 摘要： | 为了维护城市轨道交通的隧道设施，确保轨道交通的安全，在上海市科委2010年地方院校能力建设科技攻关项目支持下，本文提出了运用移动式激光扫描技术，获取轨道交通隧道建筑空间数据，重建隧道建筑三维空间，得到隧道维护保障所需的信息。本文的研究重点是基于隧道建筑空间的数据采集和三维重建，研究中利用重建的实际隧道三维空间数据，进行了隧道截面检测和墙面湿渍检测等实验研究。 本文的具体研究工作涉及隧道空间2D截面采集数据与移动平台位置数据的集成，其中包括：数据采集系统结构、系统软硬件组成、数据采集程序设计与编写、空间数据与位置数据的同步。在研究数据采集后的隧道空间数据重建方面，首先是为确保数据的可用性而评估数据丢失率所进行的2D数据结构分析，以及数据质量检查方法；其次是针对移动扫描平台的轨道行驶轨迹，对移动扫描平台定位求解的算法研究，即直线与曲线行驶轨迹下的算法分析，特别是曲线行驶情形下的平台轨迹检测处理算法；最后提出了基于3D点云数据切面与螺旋二种模型、并分析了在直线与曲线移动轨迹下的坐标变换算法和程序编写方法。研究工作还根据采集和生成的隧道空间数据进行了基本的实验研究，包括对隧道截面形状进行分析、对隧道空间数据给予二维平面展开、以及对隧道墙面的湿渍检测和近似面积计算。 本文研究工作所取得的成果包括：设计了基于移动扫描的隧道空间数据采集系统；实现了移动扫描平台在隧道内的基本定位功能；提出了3D数据重建中扫描点三维坐标值的计算方法；以及实现了直线轨迹下算法。研究成果还包括隧道截面检测和墙面湿渍检测应用实验，从而验证了空间数据采集和重建过程的正确性。这些成果可以应用到隧道空间数据的有效采集、隧道建筑空间形状的准确记录，对隧道工务管理提供一种数字化的检测方法手段，提高城市轨道交通运营维护保障的信息化水平。 |
| 作者： | 李新民 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨俭;周民立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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