基于点云数据与工程知识的桥梁形态变化识别方法

• 作者: 熊文 李刚 张宏伟 张立奎 操川
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 桥梁工程 形态变化 点云数据 工程知识 点云配准 三维激光扫描
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 土木工程
• 页码范围: 101-110
• 页数: 9页
• 分类号: U442.59
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022054

摘要

为精准评估桥梁服役状态，通过定期多次三维激光数字建模，提出一种基于点云模型与工程知识的桥梁形态变化识别与跟踪方法.首先以传统ICP配准算法为基础，结合工程专业知识，仅依据优化的相对不动点集实现高效的点云分割与配准，进而针对新旧点云模型实施三维几何差异分析，从而完成桥梁形态变化的识别与验证.最后将该方法应用于实际工程，高精度识别出背景桥梁各关键构件一年内的形态变化，并利用工程知识对其进行验证.研究结果表明：所提出的基于工程知识的点云配准算法可高效实现三维点云间的精确配准；以此进行三维几何差异分析，可快速准确识别出桥梁构件在某一时期内的形态变化，例如主梁弯曲扭转以及桥墩偏移等.该方法可进一步提高桥梁非接触检测结果的科学性与精准性.