基于激光點云數(shù)據(jù)的鐵路限界檢測關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鐵路限界檢測是檢測鐵路運營安全的重要手段之一。激光掃描法是近年來涌現(xiàn)出來的限界檢測新技術(shù)，受到了工業(yè)界和學術(shù)界的廣泛關(guān)注。本文主要針對基于激光點云數(shù)據(jù)的限界檢測關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，對于維護鐵路線路環(huán)境安全，提高鐵路的運能等具有重要的理論意義和應用價值。
　　本文主要針對限界模型的生成和點云數(shù)據(jù)的三維實時繪制兩個關(guān)鍵技術(shù)展開工作，主要的成果如下:
　　(1)針對鐵路限界模型的生成和矢量化問題，提出了一種基于計算機圖形學中圖

2、形裁剪的模型復合方法。首先，針對簡單限界模型，提出了一種簡潔有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而方便地實現(xiàn)了限界模型的生成算法，該算法能夠?qū)⑾藿缒Ｐ偷狞c陣數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)均保存下來;針對已有的點陣格式限界模型，提出了一種矢量化的方法，將限界模型轉(zhuǎn)換為矢量格式，方便了后續(xù)侵限算法的實現(xiàn);其次，在簡單模型基礎上，提出了一個新的裁剪多邊形的有效算法，實現(xiàn)了多個限界模型的合并，大大提高了復雜限界模型的生成效率。
　　(2)針對三維點云數(shù)據(jù)的實時繪制問題，提

3、出了基于CUDA和OpenGL互操作的實時繪制方法，極大地縮短了點云數(shù)據(jù)的繪制時間，實現(xiàn)了點云數(shù)據(jù)的加速繪制。改進前，采用了QwtPlot3D庫對數(shù)據(jù)進行渲染繪制，由于隨著數(shù)據(jù)量的增加繪制速度無法滿足繪制要求，為此，本文對QwtPlot3D庫源碼進行了開銷分析，確定了導致程序開銷大的主要原因，然后有針對性地提出了一種基于CUDA和OpenGL互操作的方法。并且針對不同的數(shù)據(jù)量，對兩種方法進行了實驗對比，實驗結(jié)果表明，與QwtPlot3D