基于线激光扫描的岩石激光钻孔的三维重建和可视化

• 作者: 官东林 文国军 王玉丹 童志伟 吴玲玲 罗耀坤
• 来源期刊: 地质科技通报
• 关键词: 激光钻孔 线激光扫描 点云 模型重建 可视化
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 工程地质与地质灾害
• 页码范围: 173-183
• 页数: 11页
• 分类号: P631.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0310

摘要

激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难.为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法.首先,搭建了线激光扫描平台,建立了空间坐标系,以获取钻孔的三维坐标,构建了钻孔的初始点云数据.其次,在MATLAB中对获取的点云数据进行无效点移除及多视角点云配准,其中,无效点移除利用顺序查找法实现,多视角点云配准则基于迭代最近点(ICP)算法,包括初始配准和精确配准两个阶段.最后,基于Delaunay三角网格划分及曲面重建算法,实现了钻孔模型的重建和可视化.此外,还采用滴液法和切割法进行实际钻孔容积值测量及钻孔轮廓线获取,并与由点云重建的钻孔模型上获取的测算结果进行对比分析,以验证所述方法建立的钻孔模型的精度.结果表明:重建的钻孔模型与实际钻孔之间的误差小于4％,重建的模型能够满足激光岩石钻进钻孔的测量要求,证实了所述方法的可行性.与传统测量方法相比,所述方法属于非接触、非破坏性方法,可重复性测量.