原文传递
基于移动三维激光扫描的隧道结构形变检测技术研究
| 论文题名： | 基于移动三维激光扫描的隧道结构形变检测技术研究 |
| 关键词： | 隧道结构;形变检测;移动三维扫描;点云处理;深度学习 |
| 摘要： | 地下隧道建设在军事和民用方面均已得到了广泛应用，为保证人民生命财产安全，隧道结构安全性检测的要求越来越高，传统方式已无法满足日益增长的检测需求。三维激光扫描技术的兴起极大地提高了隧道结构检测的效率和精度，基于三维扫描数据的隧道结构检测已经成为评估隧道安全状态的必然趋势。然而，固定式三维激光扫描技术仍存在作业效率低、劳动强度大、数据处理算法不完善等问题，不适用于大规模隧道结构形变检测任务。因此，本文提出了一种基于移动三维扫描的隧道结构形变检测技术，主要研究内容和创新成果如下： 针对大规模隧道海量数据获取，研发了轻量化、自动化的移动隧道检测系统（MTIS）并进行了详细的系统误差分析。通过建立隧道点云与影像的对应关系，提出了隧道反射率影像生成算法，为后续隧道点云及影像处理提供了数据支撑。 针对大规模隧道点云及影像分割，提出了基于深度学习图像处理的隧道螺栓孔特征检测算法，并根据螺栓孔排列规律定位隧道影像边界线，最后应用移动模板优化匹配算法完成影像和点云的分割。 针对隧道结构形变自动化检测，提出了隧道断面分段拟合算法，构建了隧道断面精确数学模型。通过将构建的断面模型与隧道理论断面进行对比，完成了断面全角度的形变检测。 本文从实验对比、定量分析等方面对MTIS和相应的数据处理算法进行评估，实验证明，本文提出的系统和算法在隧道结构形变检测方面均优于现有方法。本文还对不同三维扫描方式进行对比分析，从而为隧道检测作业提供合理的操作指导和建议。本文集成式的移动隧道检测装备已成功应用于深圳、南京等地铁隧道形变检测工程中，具有实际应用价值。 |
| 作者： | 鲁德宁 |
| 专业： | 航空宇航制造工程 |
| 导师： | 汪俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
