基于曲線擬合理論的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理分析.pdf

1、三維激光掃描技術(shù)具有高自動(dòng)化、高速度、高精度、高密度，適應(yīng)性好、設(shè)備運(yùn)行可靠性高的特點(diǎn)。采用三維激光掃描技術(shù)可以很直觀的獲得被測物表面的大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)。如何對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并應(yīng)用于實(shí)際工程中顯得尤為重要。本文應(yīng)用三次B樣條曲線擬合方法擬合隧道斷面，并將其應(yīng)用于隧道穩(wěn)定性分析。主要取得了以下成果:
　　1、對(duì)鹽水溝隧道的兩期三維激光掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理。首先對(duì)隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，其次拼接好的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，最后按照設(shè)定的

2、距離切割斷面得到斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
　　2、基于曲線擬合理論比較分析了有拉格朗日插值法、最小二乘法、Bezier曲線擬合法、B樣條曲線法等幾種成熟的擬合方法，對(duì)比分析這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，得到三次B樣條曲線擬合法可以很好的表現(xiàn)出曲線的局部特征，且曲線更為平滑。三次B樣條曲線擬合法更適用于離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲線擬合。
　　3、本文針對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)量大，迭代次數(shù)多的問題，采用一種基于特征點(diǎn)擬合的三次B樣條方法。在保證原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)整體和局部形狀

3、保真度的前提下，通過分析點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲率分布情況，來確定隧道斷面的特征點(diǎn)，進(jìn)行特征點(diǎn)的曲線擬合。該方法提高了運(yùn)算效率，減少了控制點(diǎn)個(gè)數(shù)，且更適用于密集度比較大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合。
　　4、對(duì)鹽水溝隧道的兩期點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理分析。根據(jù)三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特點(diǎn)隧道斷面形狀的特征，實(shí)現(xiàn)了面變形分析方法。采用三次B樣條曲線擬合法擬合隧道斷面并計(jì)算其面積。通過空間面積序列穩(wěn)定性分析方法對(duì)比分析擬合斷面面積之間的差異面積;通過時(shí)間序列穩(wěn)定性分析對(duì)比