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武汉大学学报(工学版)2025年第10期:基于倾斜摄影测量的U形钢板桩点云数据自动提取算法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王怀义;寇昭;王夏扬;解玄;张晓平;唐少辉;游少强;

单位:中交基础设施养护集团有限公司华中分公司;武汉大学土木建筑工程学院岩土与结构工程安全湖北省重点实验室;中铁十四局集团大盾构工程有限公司;

摘要:倾斜摄影测量为钢板桩变形的数字化、可视化精确监测提供了先进的方法,但存在U形钢板桩点云提取方法自动化水平低、制约变形监测效率的问题。针对倾斜摄影测量中钢板桩点云难以自动提取的问题,根据尺寸先验知识提出了一种U形钢板桩点云数据自动提取算法。首先,通过HSV(hue saturation value)颜色信息、法线夹角和半径滤波器去除场景点云噪声;其次,基于直通滤波算法结合钢板桩宽度和厚度信息提取腹板点云;然后,求解腹板点云切片的最大和最小值的算术平均值作为分层中心表征钢板桩位置信息;最后,通过试验验证了所提算法的性能。研究结果表明:所提算法的腹板点云提取平均召回率为92.65%、平均精确率为88.87%、平均F_1分数为0.91;钢板桩分层中心位移计算误差在0.001 mm以内,且当钢板桩点云数量减少60%时,位移计算偏差仅增加14%,说明所提算法具有良好的精度和鲁棒性。研究成果可为钢板桩变形状态的分层量化分析提供技术支撑。

关键词:倾斜摄影测量;;U形钢板桩;;点云数据;;自动提取;;变形监测