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三维激光点云数字化爆破质量分析与评价

李徐然  
【摘要】:三维激光扫描作为一种非接触式的测量技术,其特点是速度快,精度高。而且随着其硬件和软件成本的不断下降,在测绘等领域得到了广泛应用。三维点云数据相较于传统的二维图像数据具有完整的空间信息,在特征识别上有后者无法比拟的优势。所以,在许多工程应用中可以使用三维点云数据来代替二维图像数据进行特征的识别和参数提取。随着爆破技术的发展,爆破的效果受控程度得到了提高,传统爆破质量评价方法已难以应对目前对爆破质量评价提出的新要求。提升爆破质量评价的速度、精度并实现自动化,是实现智能化爆破设计的一个重要环节。本文针对如何将三维激光扫描技术应用到爆破质量自动化分析与评价进行了一些研究,具体内容如下:(1)总结了常见的三维点云数据获取方法和原理,并简要介绍了常见的点云数据预处理算法,如点云数据拼接、去噪和压缩算法。(2)传统的隧道超欠挖分析中通常使用全站仪进行单点测量,测点的选取受测量人员主观因素影响,且数据获取不够全面。本文基于激光点云,获取完整的隧道开挖面数据,并提出了一种简便的超欠挖分析方法,提高了整体精度并减少了外业工作时间。(3)光面爆破残孔特征识别目前主要使用人工判断的方法,受主观因素影响大,且无法做到高精度的判断。本文提出了一种基于三维点云自动提取残孔特征参数的方法,并对比点云的多种特征选取效果最佳特征,为实现高精度的爆破质量评价提供了一种新的方法。(4)在爆破效果评价邻域,块度分析一直以来都是研究的重难点。本文将三维激光扫描技术应用于块度分析中,以三维激光扫描仪获取高精度点云数据,再对数据分析获取块度信息,实现块度分析的自动化,进而减少了对施工进度的影响并具有较高的精度,同时也为后续的研究提供了新的研究思路。


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