基于激光扫描点云的隧道断面提取方法

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Ａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｏｉｎｔｈｅｓｕｂｗａｔｕｎｎｅｌｓｅｃｔｉｏｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｙ
基于激光扫描点云的隧道断面提取方法
纪思源，王同合，张国龙，李敏
）（河南郑州４信息工程大学，５００００摘要：传统断面测量方法存在效率低、精度差等特点，为优化断面测量方法，提出利用地面激光点云提取断面的方法。其主要包括：中轴线拟合、点云分割、断面提取三步骤。在基于点云双向投影确定初始中轴线的基础上，运用弦高偏移算法，提取骨架特征拐点，对中轴线分段再次拟合，获取二次中轴线；点云分割是基于隧道中轴线进行的，对隧道的点云数据进行连续分割，对截取的断面进行椭圆拟合。实验表明，通过此方法快速提取中轴线上任意位置的断面。关键词：双向投影；弦高偏移；中轴线拟合；断面提取（）中图分类号：７００Ｐ２２８．４；Ｕ４５６文献标识码：００６９４９２０１７０６０６６５Ａ文章编号：１－－－
，，ＩＳｉｕａｎ，ＷＡＮＧＴｏｎｈｅＺＨＡＮＧＧｕｏｌｏｎＬＩＭｉｎＪｙｇｇ
，）（Ｚｈｅｎｚｈｏｕ４５００００，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＩｇｙｇｇ
第２６卷第６期２０１７年６月
测绘工程ＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆＳｕｒｖｅｉｎａｎｄＭａｉｎｇｇｙｇｐｐｇ
ｏｌ．２６，Ｎｏ．６Ｖ，ｕｎ．０１７Ｊ２
］（）：纪思源，王同合，张国龙，等．基于激光扫描点云的隧道断面提取方法［引用著录：测绘工程，Ｊ．０１７，２６６６６０．２７－：／ＤＯＩ１０．１９３４９．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００６７９４９．２０１７．０６．０１２－ｊ
：ＡｓｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｒｏｓｓｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｈａｓｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｓｏｆｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃａｎｄ－ｇｙ，ｓｒｏｏｓｅｓｔｏｕｓｅａｅｒｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｔｉｍｉｚｅｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｒｏｓｓｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｈｉｓｏｏｒ－ｐｐｐｐｐｐｐ：，ｏｉｎｔｃｌｏｕｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｓｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔｍａｉｎｌｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｒｅｅｍａｉｎｓｔｅｓｃｅｎｔｅｒａｘｉｓｆｉｔｔｉｎｏｉｎｔｒｏｕｎｄｌａｓｅｒｐｙｐｇｐｇｃｌｏｕｄｓｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｓｅｃｔｉｏｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｉｎｉｔｉａｌａｘｉａｌｌｉｎｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｉ－ｇｇ，ｄｏｉｎｔｏｉｎｔｃｌｏｕｄｔｈｅｃｈｏｒｄｈｅｉｈｔｏｆｆｓｅｔａｌｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｉｎｆｌｅｃｔｉｏｎｒｏｅｃｔｉｏｎｏｆｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｐｐｇｇｐｊ，；ｆｏｆｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｅａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓｓｅｍｅｎｔｉｓｒｅｉｔｔｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｓｅｃｏｎｄａｒｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓｔｈｅｏｉｎｔ－ｇｙｐ，ｐｃｌｏｕｄｓｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｉｍｌｅｍｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｕｎｎｅｌｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｉｓｇｐ，ｓｅｍｅｎｔｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｃｅｔｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｅｌｌｉｔｉｃａｌｌｆｉｔｔｅｄ．Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｇｙａｐｐｙｐｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｕｉｃｋｌｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆａｎｏｓｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓ．ｑｙｙｐ：；；；ｓＫｅｗｏｒｄｓｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｒｏｅｃｔｉｏｎｃｈｏｒｄｈｅｉｈｔｏｆｆｓｅｔｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓｆｉｔｔｉｎｅｃｔｉｏｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｊｇｇｙ地面三维激光扫描技术凭借快速、高近几年，精度、无接触测量的扫描测量方式，实现目标对象面数据的快速采集，广泛应用于地形勘测、古建筑文物保护、数字城市等领域