隧道點云數(shù)據(jù)的配準方法研究.pdf

1、近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新的測量設(shè)備和測繪技術(shù)得到廣泛推廣。地面三維激光掃描技術(shù)在各領(lǐng)域的運用已成為當前研究熱點。伴隨著地鐵，公路，鐵路，礦山等隧道工程逐漸增多，該技術(shù)在其竣工驗收、平整度檢驗、土方量計算以及隧道變形監(jiān)測等方面都有大量實驗性運用。鑒于各領(lǐng)域不同的特點，測量方式、數(shù)據(jù)處理方法及要求不盡相同。隧道工程具有獨特的狹長結(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)控制點坐標誤差較大，測站數(shù)大幅增加，隧道點云多視站配準精度低成了該領(lǐng)域應(yīng)用難點。本文選用隧道

2、點云配準方法作為研究對象，根據(jù)隧道特點對其配準方案及配準算法進行改進，對該技術(shù)在隧道工程領(lǐng)域的更好應(yīng)用具有重要意義。
　　文中首先大量介紹了點云配準方法，并對隧道誤差來源進行了深入分析，為減少隧道控制點坐標累計誤差對配準精度的影響，用首尾測站控制整體誤差的方法對其配準方案進行改進，并在隨后的實驗中得以實現(xiàn)。為了進一步對配準算法及精度進行了解與優(yōu)化，以常用的基于標記點配準算法為研究對象進行實驗，對標靶幾何中心擬合誤差及各測站配準誤差

3、進行了總結(jié)與分析，在ICP算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于標記點配準的改進算法。該算法首先通過基于標記點的方法進行初始配準，對第一次配準誤差較大的Z方向建立關(guān)系式，以距離平方和最小為約束條件進行迭代計算，完成Z方向的二次配準以及其它方向的旋轉(zhuǎn)誤差改正，達到提高配準精度的目的。
　　文章選用廣西茶云頂隧道點云為實驗數(shù)據(jù)，在 FARO SCENE數(shù)據(jù)處理軟件的基礎(chǔ)上，運用VC++及OpenGL圖像開發(fā)包對配準改進方案進行實現(xiàn)。通過MATLA