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三维激光扫描技术是近几年来发展起来的一种高新技术,它能够快速准确的以非接触方式直接获取研究对象表面的空间三维信息,且精度高、密度大。由于传统的变形监测方法都是监测的离散点,且存在观测点数目大,布设过程繁琐及只能提供局部变形信息等问题。所以,将三维激光扫描技术引入到物体变形监测领域中,具有重要的理论与现实意义。 本文将三维激光扫描技术运用到形体变形监测中,通过点云分析物体的形变信息。由于三维激光扫描获取的点云数据量相当庞大,所以运用基于八叉树的空间格网划分,对点云数据进行重组织,提高计算效率。为全面准确的分析出点云形变信息,采用回归平面法、空间坐标位置法和平面法向量法对点云进行形体分析,计算出点云的形变信息,确定点云形变区域,并分析研究了形变区域。 论文的主要研究内容如下: (1)研究了三维激光扫描系统的硬件组成及工作原理,对点云数据的预处理,如点云滤波、拼接、精简和分割常用方法进行了说明。 (2)运用八叉树的空间格网划分方法,对点云数据进行分块处理,直接计算八叉树中叶节点相对应的空间格网中的对比点云数据,提高了数据运算效率,为后期分析点云形变奠定数据基础。 (3)通过计算点云的空间位置来分析点云的形体变化。具体提出回归平面法、空间坐标位置法和平面法向量法三种方法分析点云形变信息,确定点云的形变区域。 (4)以罐体为例,将回归平面法、空间坐标位置法和平面法向量法三种方法运用到罐体形体分析中,分析出罐体的形变区域。 分析研究了回归平面法、空间坐标位置法和平面法向量法三种形体分析方法,运用三种分析方法分析罐体点云数据,确定出点云形变区域,并计算出罐体的形变量。为验证结果的可行性,将本论文实验结果与罐体检定方法容积法相比较,验证了论文中三种方法的可靠性。