张立昊,张 峰,张士文

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 200240)

基于稀疏三维散点的地下巷道可视化重建方案①

张立昊,张 峰,张士文

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 200240)

为了对地下巷道进行三维可视化重建,提出了一种基于稀疏三维散点的巷道可视化方案.根据地下巷道的形状规律,建立了梯形断面巷道的三维数学模型,将巷道分为多段,根据稀疏的三维散点得到每段巷道的中心线位置、长度数据和断面顶点,画出每段巷道的各个面,以完成整条巷道的重建.实验验证表明,该方法可视化巷道所需要的三维点数量很少,且有一定抗噪性,稳定性.

可视化重建;巷道;三维模型;稀疏散点;抗噪性

为了实现地下巷道掘进过程中的无人化,需要在掘进机工作时实时采集巷道三维空间点,并通过这些点对巷道进行三维可视化显示.目前国内对于巷道三维可视化的研究主要集中在通过测量得到数据建立模型,用断面及中心线描述巷道,并优化[1-5].徐雪战等人对于巷道的交叉点以及一些特殊地形进行了建模分析[6,7],孙臣良等人做了渲染以增强巷道的视觉效果[8].李虎等人使用VR等技术进一步增强了巷道的视觉效果[9-11].杜志强提等人出使用激光扫描获取巷道散点,并用格网进行可视化重建拟合[12].但由于掘进机掘进过程中会产生大量粉尘,会对激光、超声波、雷达等传统方法的性能产生巨大影响.

以上文献对巷道建……