鐵路高精度點云智能處理技術研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負責人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名渺0年^(摘要

2、摘要車載移動激光掃描技術是一種采用激光掃描、數(shù)碼成像、衛(wèi)星定位和慣性導航等多傳感器集成的數(shù)據(jù)獲取技術。與傳統(tǒng)的攝影測量技術相比，具有自動化程度高、作業(yè)時間短、受天氣影響小、數(shù)據(jù)精度高等特點。將激光雷達技術應用在不同地形特點的鐵路勘察設計工作中，可以顯著提高地面與非地面數(shù)據(jù)獲取的速度與精度，并且解決其它手段無法得到或在高昂成本下才能獲得地理信息的難題。針對全站儀、水準儀等地面測量方法野外工作量大、自動化程度低、測量成果無法現(xiàn)場展示等諸多缺

3、點，本文將車載移動激光掃描應用于鐵路勘測，對所獲取的鐵路高精度點云采用智能化處理技術，主要開展以下兩方面的研究工作：1限界數(shù)據(jù)提取與分析。鐵路限界是一個接近于車輛橫截面，為了保證列車安全除了必須與機車有接觸的設備及機車本身外，其余均不得侵入此輪廓。近年來，我國列車的運行速度在不斷的提升，而我國對于鐵路限界檢測的手段較為落后，其中檢測進度慢、勞動強度大等問題一直未得到解決。本文參照碰撞檢測技術，沿著鐵軌方向分段建立限界模型，限界模型依據(jù)國

4、家鐵路技術管理規(guī)程標準，并利用四元數(shù)旋轉(zhuǎn)將鐵路點云投影到限界模型，將復雜的三維碰撞問題轉(zhuǎn)換為二維平面上點與多邊形的位置關系。2接觸線提取與分析。電氣化鐵路接觸線的高度及其坡度對弓網(wǎng)耦合有顯著的影響，接觸線的高度及坡度的控制與軌道參數(shù)密切相關，實現(xiàn)精準測量非常重要，尤其是在曲線外軌超高情況下，更顯關鍵。而以往的測量方式對于接觸線測量難度頗大，且容易受現(xiàn)場預配時的影響產(chǎn)生誤差。本文在限界模型之上建立二維網(wǎng)格，實現(xiàn)對地面數(shù)據(jù)的濾波；由于接觸線

5、的線性特征，采用投影變換快速精確提取接觸線數(shù)據(jù)，同時對接觸線距鐵軌面高度進行統(tǒng)計分析，并且利用中心點偏移實現(xiàn)對懸掛點的提取。本文開發(fā)了鐵路高精度點云智能處理系統(tǒng)，為龐大的三維點云數(shù)據(jù)選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的高效檢索，并在真實的鐵路點云數(shù)據(jù)上進行了大規(guī)模實驗，對所提出算法的性能及可行性進行了測試與分析，均能快速精確地提取限界及接觸線數(shù)據(jù)，較好的達到了預期的目標。本文對于移動激光掃描在鐵路測量中的應用起到了推動作用。關鍵詞：移動激