【摘 要】
:
智能铁路作为未来铁路交通技术,在传统铁路产业基础上融合了现代信息技术以与人工智能技术。准确、实时的铁路线路信息的全面获取是智能铁路建设的的重要数据基础。激光扫描系统以其快速高精度的三维点云数据获取能力,目前已在铁路建设中的地物提取、三维重建、线路规划等领域得到了大量研究,成果广泛应用于智慧工地、建筑信息建模、施工模拟等智慧铁路所涉及的领域。然而,与激光扫描系统的快速获取能力相比,数据的处理能力则明
论文部分内容阅读
智能铁路作为未来铁路交通技术,在传统铁路产业基础上融合了现代信息技术以与人工智能技术。准确、实时的铁路线路信息的全面获取是智能铁路建设的的重要数据基础。激光扫描系统以其快速高精度的三维点云数据获取能力,目前已在铁路建设中的地物提取、三维重建、线路规划等领域得到了大量研究,成果广泛应用于智慧工地、建筑信息建模、施工模拟等智慧铁路所涉及的领域。然而,与激光扫描系统的快速获取能力相比,数据的处理能力则明显滞后。获得的海量线路点云数据在处理时没有专业的软件,只能基于通用软件进行操作,通用算法与线路长带状特性不匹配导致数据加载慢,且功能分散经常需要多个软件进行联合操作导致效率低下,且数据后处理需要大量人工介入,过于依赖人工经验导致自动化程度不高,随着铁路数字孪生技术的深入发展,又面临着多源数据融合、智能化场景理解、初级可视量算升级到高级计算分析等诸多新要求,因此根据行业需要,梳理既有线路点云数据处理流程,结合线路特性整合及改进既有点云处理相关算法,进行线路点云数据处理系统的设计与开发是激光扫描技术在铁路建设领域专业化应用亟待解决的问题。本研究结合既有线路特性,主要围绕线路点云处理关键技术中的滤波和钢轨点云分割两大方面进行了相关算法整合及改进,进而基于VS+PCL+Qt进行了线路点云处理可视化系统的框架搭建及主要功能研发。主要研究内容如下:(1)整合滤波算法,提取钢轨顶面点云数据。分析现有点云滤波算法及适用性,针对线路点云的不同路基形式以及线路高程特性,设置高程条件阈值;对于车辆走行直接接触的钢轨,基于点云数据的反射强度属性设置反射强度条件阈值,然后综合高程和反射强度进行条件滤波,将线路结构的钢轨与其它线路结构物进行分离。对于分离钢轨与其它线路结构物后存在的大量离群点,采用统计滤波算法进行滤波处理,最终实现了散乱钢轨点云数据的轻量化处理。(2)基于欧式距离聚类分割算法,实现钢轨点云数据结构化分类。在滤波取得的数据基础上,结合线路左右股钢轨之间的距离远大于单侧钢轨顶面点与点之间的距离的特点,采用欧式距离聚类方法,将左右股钢轨数据单独提取出来并存储,实现了散乱钢轨点云数据结构化分类。(3)既有线路点云处理可视化系统的设计及主要功能研发。基于VS+PCL+Qt进行了线路点云处理可视化系统的框架搭建。基于功能分析进行了系统设计,主要包括初始点云数据加载读取与显示、线路点云滤波、钢轨分割、结构化数据输出的等功能。以VS为平台,结合QT图形用户界面应用程序开发框架,基于PCL点云算法库,针对既有线路点云数据的点云设计并开发了一套针对既有线路点云的综合处理系统,完成了包括线路点云专业可视化界面的设计、系统框架的搭建以及线路点云数据的滤波降噪、钢轨分割、数据输出等功能。本文选取相关点云数据对系统进行测试,取得了较为满意的实验效果,验证了系统的可靠性。
其他文献
近年来随着工业的迅速发展,能源供需矛盾日益突出。油页岩作为21世纪重要的非传统油气资源,越来越受到国家的重视。油页岩干馏炼油后会产生大量的油页岩半焦副产品,目前油页岩半焦多以“堆放”为主,不仅占用了大量的土地,且对环境了造成了极大的伤害,已经成为了制约油页岩工业发展的关键因素。窑街煤电集团油页岩炼油厂每年会产生60~100万吨油页岩半焦,主要用途为燃料销售,附加值低且用量有限。混凝土建设需要消耗大
目的:探究分析儿童感染耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌的危险因素,构建风险列线图预测模型,并验证该模型的预测效能。方法:1.筛选相关预测因子:搜索Pub Med、Web of Science、万方(Wan Fang)、中国知网(CNKI)、中国生物医学文献(Sino Med)等数据库,获得各数据库自建库至2021年5月31日期间关于儿童耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌定植或感染危险因素的文献,采用Review M
胆汁淤积症是肝脏疾病最常见的临床症状之一,目前治疗胆汁淤积的药物较为缺乏。组成型雄甾烷受体(Constitutive androsterane receptor,CAR)是肝脏胆红素合成及转运的重要调节因子,在胆汁淤积及黄疸的发病中发挥重要作用,因而成为治疗胆汁淤积的潜在药物靶点。本研究以CAR为靶点,以中药单体化合物为研究对象,基于计算机辅助药物发现结合宏观实验学技术,采用“in silico→
目前,我国新建地铁盾构隧道工程时常常需要下穿高速铁路、公路路基段。其中高速公路路基具有高填方、高压实度、两侧无约束等特点,且路基土体下方往往采取不同的地基加固方式。相比于普通地表或桥梁段,盾构法施工下穿高速公路路基段造成的路基土体变形特征及众多因素对地层变形影响的相关研究较少,这无疑增加了盾构施工的风险及成本。本文依次通过数值模型计算、现场监测、经验公式计算等手段,深入研究分析了盾构法施工下穿高速
近年来,由于自然因素及人类活动的影响,极端天气发生的情况愈加频繁,我国北方地区发生极端降雨的事件也逐年增多。甘肃省处于我国气候自东南温暖多雨带向西北内陆干旱少雨带逐渐变化的过渡带,区域内复杂的地形条件以及受极端降雨的影响,使得甘肃地区降雨近年来出现逐渐增加的情况,降雨会对该地区黄土路堑高边坡的服役造成安全隐患,因此研究降雨入渗条件下的黄土路堑高边坡稳定性是十分有意义的。本文以兰州至张掖三四线铁路某
目的:探究过劳对大鼠动脉血管壁细胞外基质的影响。方法:清洁级SD大鼠18只,随机分为3组(n=6):对照组(C组)无特殊处理;过度劳累组(OW组)每日强迫游泳2次,连续15天;睡眠限制+过度劳累组(SD+OW组)每日强迫游泳2次后放入水上平台限制睡眠,连续15天。第16天麻醉大鼠,心脏取血后分离大鼠腹主动脉与颈总动脉,取部分腹主动脉分别进行胶原纤维Masson染色、颈总动脉弹性纤维EVG染色,用I
锁脚锚杆在控制隧道变形方面取到了很好的效果,在黄土隧道的施工过程中得到了广泛的应用。为了充分了解黄土隧道锁脚锚杆的承载特性及其支护机理,本文在现有研究成果的基础上,分析其承载特性,并通过理论分析、室内试验及数值模拟分析方法对其承载特性与受力情况进行了研究。主要结论及成果如下:(1)根据黄土自身地质特点以及系统锚杆的作用原理,分析了黄土隧道锁脚锚杆的受力特性和支护作用机理。研究发现黄土隧道的锁脚锚杆
随着西部大开发战略的实施,西南地区基础交通设施飞速发展,由于其山区地形广泛,导致桥梁设施大量被应用。但是,西南地区多地震、多山区、多红层的特点对桥梁设施的安全性造成了很大的威胁性。而目前针对红层地区地震作用下桥梁-滑坡体系的研究较少。因此,为了研究地震作用下桥梁平行通过红层滑坡的失稳机理和成灾模式,选取典型桥梁-滑坡平行体系开展了振动台试验。通过加速度、应变响应和频谱特性对地震波在桥梁-滑坡平行体
近些年,由于我国铁路发展的需要,一些特殊结构桥梁开始出现在铁路桥梁建设中,得益于这些桥梁具有大跨越能力、具有美感和经济性等优点。斜拉桥、拱桥等各种特殊桥型以其独特的跨越能力开始受到铁路建设者们的重视。拱桥因为其跨越力大,而且具有刚性更大的优点,所以尤其适于铁路大跨工程;斜拉桥相比于其他桥梁,其变化更多,适应跨范围也很宽,得益于斜拉桥结构上的优点能满足很多铁路桥梁建设中经济性和结构强度要求,其主跨选
由于我国70%的地区是山区,地形条件十分复杂,有些高等级公路或铁路的建设无法完全避免在滑坡上修筑桥梁。并且由于红层地区特殊的岩性,地震作用易诱发桥址区产生滑坡、崩塌等地震边坡变形破坏问题。因此,高烈度区地震诱发既有滑坡复活引起的桥梁-滑坡体系的灾变机理和控制技术成为岩土地震工程亟需解决的关键科学问题。鉴于此,本文进行1:100相似比振动台试验模拟桥梁结构正交通过滑坡地区的动力响应特征。在满足相似规