改进影像面配准的桥面全息变形获取方法探索
发布时间：2021-10-26 04:01
本论文依托导师主持的国家自然科学基金面上项目“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索（51778094）”,对钢桁-砼组合梁在分级加载下进行全息图像数据采集试验,完成对钢桁-砼试验梁基于图像的三维数据模型恢复,获取试验梁桥面板的全息变形值,主要研究内容如下:1.分析基于多视角立体影像数据模型恢复的理论基础,针对数据模型恢复的过程,采用智能手机拍摄了一座小比例模型桥的数据图像,得到模型桥的数字模型,整体尺寸一致且能够清晰的展现模型桥梁的细部特征。2.为了提高数据处理的效率,提出基于特征区域刚性转换的点云配准方法,在数据图像中恢复得到的三维数据模型表面识别法向量波动明显的面区域,在识别的面区域中选取多面交点、面与面交线等分点以及凹凸区域点。基于这些点为特征约束进行数据模型粗配准,以粗配准点云模型位置参数为基础,定义匹配点对之间的欧式距离平方和为目标函数,通过迭代目标函数至收敛完成的两个工况下的数据模型配准,明显改善了数据模型配准的精度。3.在室内完成了对钢桁-砼试验梁数字图像数据采集的试验研究,对试验梁在损伤前后分别进行不同挠度变形状态下数据模型的恢复,通过恢复获得的...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁垮塌事件
第一章：绪论3分辨率的空间坐标数据，然后以点的形式展现桥梁表面的阵列式几何图形的三维数据，如图1-2三维激光扫描数据可视化结果图所示。图1-2三维激光扫描数据可视化结果图三维激光扫描仪按量测方式的不同可划分为基于脉冲式、基于相位差、基于三角测距原理，三种方式在建筑结构中均有的应用。当前基于脉冲的车载移动式扫描仪在中大跨桥梁变形监测中得到了广泛应用，其优势在于使用的效率较高，采集过程速度快，采集区域广，不影响桥梁运营[8]。缺点在于车载移动式三维激光扫描设备造价昂贵，而且采集过程易受到雨雪天气影响，雨天由于地面积水会反射激光导致无法开展工作，造成桥面积水路段的三维形态数据无法完整采集，且雾天会阻挡激光束的传播，导致数据无法采集。三维激光的应用发展历史可以追溯到上个世纪90年代，1999年华盛顿大学的教授利用三维激光扫描技术对校内的大卫雕像进行了点云数据采集，实现了对雕像实体模型的重建[9]；2001年澳大利亚科延科技大学的StuartGordon教授等人[10]利用高精度地面激光扫描仪在实体木桥上进行扫描成像，通过对桥墩处变形的研究表明该技术在建筑结构物的变形检测当中有较好的准确性;2002年普渡大学对两座运营的实桥完成了扫描量测工作，恢复了两座实桥复杂的三维数据模型[11];2013年美国加州大学伯克利分校的Mosalam教授等人[12]在实验室用三维激光扫描仪对一根钢筋-砼输送管进行了测量扫描,结果表明利用三维激光扫描仪能够提供精准的结构模型信息。同时，Mosalam也对梁柱节点在三种损伤破坏状
重庆交通大学硕士毕业论文6跨度较长。图1-3人工巡检桥梁检测车巡检是利用检测车搭载的平台对桥梁进行近距离细节观测，其本质和人工巡检相同，仅仅借助检测车减少一部分工作量，如图1-4桥梁检测车所示。巡检人员近距离借助水准仪、回弹仪、裂缝观测仪等设备对桥梁的底部结构进行检查，利用检测设备可以对桥梁结构关键部位的力学性能进行检测可以提供可信度较高的量化数据。其存在以下三点缺陷：a.桥梁检测车租赁费用高，人工作业时间较长而且检查效率较低，难以提供整体桥梁结构受力状况；b.巡检过程中检测车的机动性差，检测时需要占用一条专用车道，在给高速公路桥进行检测时给交通运营带来较大影响；c.利用检测车通常都是高空作业，桥检车仅为检测工作人员提供监测平台，现场普遍存在安全隐患。图1-4桥梁检测车桥梁长期健康监测系统[23]是利用在桥梁关键结构上安装的风速风向仪、加速度传感器（垂直）、应变传感器、温湿度传感器等设备，为桥梁的维护检修和管理决策提供依据与指导，如图1-5润扬大桥健康监测系统测点布置图所示。
本文编号：3458787
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁垮塌事件
第一章：绪论3分辨率的空间坐标数据，然后以点的形式展现桥梁表面的阵列式几何图形的三维数据，如图1-2三维激光扫描数据可视化结果图所示。图1-2三维激光扫描数据可视化结果图三维激光扫描仪按量测方式的不同可划分为基于脉冲式、基于相位差、基于三角测距原理，三种方式在建筑结构中均有的应用。当前基于脉冲的车载移动式扫描仪在中大跨桥梁变形监测中得到了广泛应用，其优势在于使用的效率较高，采集过程速度快，采集区域广，不影响桥梁运营[8]。缺点在于车载移动式三维激光扫描设备造价昂贵，而且采集过程易受到雨雪天气影响，雨天由于地面积水会反射激光导致无法开展工作，造成桥面积水路段的三维形态数据无法完整采集，且雾天会阻挡激光束的传播，导致数据无法采集。三维激光的应用发展历史可以追溯到上个世纪90年代，1999年华盛顿大学的教授利用三维激光扫描技术对校内的大卫雕像进行了点云数据采集，实现了对雕像实体模型的重建[9]；2001年澳大利亚科延科技大学的StuartGordon教授等人[10]利用高精度地面激光扫描仪在实体木桥上进行扫描成像，通过对桥墩处变形的研究表明该技术在建筑结构物的变形检测当中有较好的准确性;2002年普渡大学对两座运营的实桥完成了扫描量测工作，恢复了两座实桥复杂的三维数据模型[11];2013年美国加州大学伯克利分校的Mosalam教授等人[12]在实验室用三维激光扫描仪对一根钢筋-砼输送管进行了测量扫描,结果表明利用三维激光扫描仪能够提供精准的结构模型信息。同时，Mosalam也对梁柱节点在三种损伤破坏状
重庆交通大学硕士毕业论文6跨度较长。图1-3人工巡检桥梁检测车巡检是利用检测车搭载的平台对桥梁进行近距离细节观测，其本质和人工巡检相同，仅仅借助检测车减少一部分工作量，如图1-4桥梁检测车所示。巡检人员近距离借助水准仪、回弹仪、裂缝观测仪等设备对桥梁的底部结构进行检查，利用检测设备可以对桥梁结构关键部位的力学性能进行检测可以提供可信度较高的量化数据。其存在以下三点缺陷：a.桥梁检测车租赁费用高，人工作业时间较长而且检查效率较低，难以提供整体桥梁结构受力状况；b.巡检过程中检测车的机动性差，检测时需要占用一条专用车道，在给高速公路桥进行检测时给交通运营带来较大影响；c.利用检测车通常都是高空作业，桥检车仅为检测工作人员提供监测平台，现场普遍存在安全隐患。图1-4桥梁检测车桥梁长期健康监测系统[23]是利用在桥梁关键结构上安装的风速风向仪、加速度传感器（垂直）、应变传感器、温湿度传感器等设备，为桥梁的维护检修和管理决策提供依据与指导，如图1-5润扬大桥健康监测系统测点布置图所示。
本文编号：3458787
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