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1、D01:10. 19392/j ki. 1671 隧道三维曲而重构方案设计研究罗春雷王虎沙浩中南大学湖南长沙430100摘 要：使用ICP.&i:配准算法改圣波光缶达扫描蔻00缺乏的映过理段扫描的方氏对点云数据进行扩充.并使用食 斐三角投影算法对扩充的点云数据进行三睡由而更唆，用于生成隧道的超欠投歌据和可祝化隧道实时的啧笈状态.抽导隧道 旋工建设.关锻i5)：点五：督婪三南教影算法；三乖由而更建Design and Research on Reconstruction of Three-dimensional Surface of Tunnel1410 Chunld Wang Hu Sha H
2、aoCentral South University Changsha HunanChangsha 430100Abslnict： uing I CP fwiint cIhi(I ncgiMration algorilhm ! imprcivr ibr lxtconiings 4 lidar canning range* the pninl clnixl Lata 诂 cx|Mny-*cgnwnt canning, and the rtrn(lcl |*Hnt rlmid data is iroon对nu lrd by gimly triangular pr()c liin dlgx- rit
3、hm. It K u*rl to gciirratr Umncl nvcr-unlrnligging luta ami visualize hinncl rraRimc giviuling Mate to guide tunnrl ronlmdion.Key words： |*iim cIhhI； grrwly Iriungukir projoclion ulgjcs liim Trianpilaticm)树卜基于撤合 结构的方法,是一种对版始点云进行快速三角化的算法，且 对假设虐面光滑ILI：的实际情况.本文采用 贪婪三角投彩法完成隧道施工轮廊的：推曲面诃视化重建。图I随道三维堂构示意图如图
4、1所示，随道三维外表垂构可以生成连续的卷道轮 2二抢点集三角化在数值分析和图形学中.三角剖分是种敢性的预姓理 技术，对J：二馅的平面点集而言总能找到 划分割将这坦 点集划分成假设干个小的三角形网挤。如图2所示，一个平面 点栗可以确定个山数据点为顼点的边形。泞先寸找多 边形中徵三个项点tn.或的三角形.并确保这个三角形不包含 务边形的找他顶点。然后去抻这个三角形形成新的多边形， 比照上一个多边形,新的多边形中去除了一个样本数据点. 重复上述操作,宜至录后形成的多边形只有3个项点就完成了平ifti点集数据的三角化。对于三维点云数据的三他拇临化，狗婪三的投彩算法根 据法&将三维点投影到某二维平面上，
5、然后根据特定算法网 格化二知平面内的数据.确定各数据点之何的连接关系,由 点云的数据H 般比拟大.在平面内的三角州分过程碰用 了基于Drlaunay的空间区域生长的法.在平面内完成三角 划分后就可以通过各点的连接关系确定三维空间中的拓扑 连接和生从而建。:点云的三伟对挤面求构模型以应。Delaunay剖分是一种广泛应用F三角制分过程中的标 准.它舍耍洒足以卜两个条件：姒大化技小角：交换任意两个相邻三角网格单元81 成的H舛边形的对角线，新形成的OfiM格的做小内角定 大于交换之前的斌小内角。空圆特性：三角剖分中的任意四点不能共倒即由 任意三的形礴定的外接就内不会有其他点存在B 3送足Drlau
6、nay三角制分条件的平面点集三角化图3展示了一个洒足brhunay :角机分条件的三角化 近程。三角形MDelaunay三角化网格时河以根据b 面公式判渐是否外接即内是否满足IK-hunay三角削分条件 假设尸I噌波示 角形的外援时1内或外接HI上存在数据小. 实现Delaunay三他削分常川的方法有Biwyrr-Ualn耸法， 它使用逐点插入的方法生成三侑化网格以&。该以法在实现 时佥先构益一个Drhuimy三角M的初始对格,然后W根据 Delaunay条件判断点集中的样本点是否耕入用捋中，并根据 判断结果更新初始“格中的连接结构生成新网格.直至所仃 散据点完成判断为止。?7a+y1K中的和
7、y侑如图4所示，贪婪三角投彩算法会根据平面投影上的恨岫叫三的 剖分结果在三推点云中选取个洋本三角形fl：为初始生K 曲曲，然后开始讥行区域生长不#1扩屣Ift面边界，g至所有 的符合几何和拓扑条件的点.都连接起来.从而形成个完整 的三角形曲血拇格阁对于经过点云配准扩充过的点云散 据而强.使用贪婪三角投影法实现对隧道粕配的曲面雨建能 够较好地洒足啖桨施工的需求.三、结语rfuft/W完槟陵ih点云数据的方法 之后通过疣燹三角投妙算法对陵谐点云故据进行(构建,以 实现险道点泛迎行轮刖曲而敢建及可废化.以便更好指导顼 桨施工.对喷浆自动化的环境悸知方面具有一允参考意义。会考文献：【1】刘芳.信息可视
8、化技术及咬用可究【山.杭州：浙江 大学.20XX.12 海.郭潘苏伟点云庠PCL学习教程MJ.北 京：北京瓶空航天大学出版社.20XX:301905.(3 S. K. Mauna. MaguiO M. PeifrinajK*e f Greedy Triangulation Algunlhm imi RK oitnutioii u! Gtal Ihiiw* Surface Cj. 2()18 3nl International Gxifereme !r Convergence in Tech- nokigx (l2CT) -20XX: 1-6.4 .Dehunay三角斜分算研究(D).广州:堡南
9、 大凯20U.【51Bujer-alMin三角君生成.并 法的研究IJ1 .计弃祝工程与应州：198-200.61 Zhang K. Wang G. Ma J. el al. Study of Huizhuu architecture cxxi)|Mnent imhiH cloud in tturfaee ocon5lmrtion (J 1. 10P Conlerence Series： Earlh and Fliniivnmental Science.20XX.69.作者简介：罗&曾(1968- ).幻江否高安人怫士，副 我授，政士生导师,主妾从事工作装备校制技术研究；王虎 (1996-)55湖南岳阳人，硕士生,主要从事机桃电子工 程播域技米研究；沙浩(1995 ) ,好,湖南常德人.段士，主 要从事权极电孑工作倾域技米研究，
