鐵路高精度點(diǎn)云智能處理技術(shù)研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)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(dòng)激光掃描技術(shù)是一種采用激光掃描、數(shù)碼成像、衛(wèi)星定位和慣性導(dǎo)航等多傳感器集成的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。與傳統(tǒng)的攝影測(cè)量技術(shù)相比，具有自動(dòng)化程度高、作業(yè)時(shí)間短、受天氣影響小、數(shù)據(jù)精度高等特點(diǎn)。將激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用在不同地形特點(diǎn)的鐵路勘察設(shè)計(jì)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(duì)全站儀、水準(zhǔn)儀等地面測(cè)量方法野外工作量大、自動(dòng)化程度低、測(cè)量成果無法現(xiàn)場(chǎng)展示等諸多缺

3、點(diǎn)，本文將車載移動(dòng)激光掃描應(yīng)用于鐵路勘測(cè)，對(duì)所獲取的鐵路高精度點(diǎn)云采用智能化處理技術(shù)，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(gè)接近于車輛橫截面，為了保證列車安全除了必須與機(jī)車有接觸的設(shè)備及機(jī)車本身外，其余均不得侵入此輪廓。近年來，我國列車的運(yùn)行速度在不斷的提升，而我國對(duì)于鐵路限界檢測(cè)的手段較為落后，其中檢測(cè)進(jìn)度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題一直未得到解決。本文參照碰撞檢測(cè)技術(shù)，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(shù)管理規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，并利用四元數(shù)旋轉(zhuǎn)將鐵路點(diǎn)云投影到限界模型，將復(fù)雜的三維碰撞問題轉(zhuǎn)換為二維平面上點(diǎn)與多邊形的位置關(guān)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(duì)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(guān)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量非常重要，尤其是在曲線外軌超高情況下，更顯關(guān)鍵。而以往的測(cè)量方式對(duì)于接觸線測(cè)量難度頗大，且容易受現(xiàn)場(chǎng)預(yù)配時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)對(duì)接觸線距鐵軌面高度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并且利用中心點(diǎn)偏移實(shí)現(xiàn)對(duì)懸掛點(diǎn)的提取。本文開發(fā)了鐵路高精度點(diǎn)云智能處理系統(tǒng)，為龐大的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高效檢索，并在真實(shí)的鐵路點(diǎn)云數(shù)據(jù)上進(jìn)行了大規(guī)模實(shí)驗(yàn)，對(duì)所提出算法的性能及可行性進(jìn)行了測(cè)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(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。本文對(duì)于移動(dòng)激光掃描在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。關(guān)鍵詞：移動(dòng)激