基于PTD和改进曲面拟合的高山区水电工程机载激光雷达点云滤波方法

针对高山区水电工程区域地形起伏大、植被茂密且存在部分建筑物,在提取这些区域地形时机载LiDAR点云滤波方法存在精度不高的问题,提出了一种综合点云回波特性、渐进三角网加密(PTD)算法、改进的曲面拟合算法和地面点精细化处理的山地点云滤波方法.该方法在对机载激光雷达(LiDAR)点云数据去噪的基础上,先利用植被点云的回波特...     

基于三维激光扫描技术的水工隧洞变形量高精度计算方法研究

在水力发电站引水隧洞变形监测中,采用三维激光扫描技术可以整体、直观、准确掌握隧洞结构变形情况。而隧洞变形量计算不能直接获取,需要通过对高精度、高密度点云数据建模计算。文章针对水工引水隧洞的特点,提出在变形量计算过程中采用点云密度去噪法和应用改进的ICP算法对断面角度微元点云进行匹配,实现隧洞变形量的高精度提取和变形量3D可视化显示。通过工程试验表明,上述方法能有效去除噪点影响、精确识别洞壁微小变形,展现了其在水工引水隧洞变形监测中的可靠性和优越性。     

基于CEEMD和相关性函数特性的爆破震动信号滤波方法研究

应用互补集合经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)方法对爆破震动信号进行分解,得到一组IMF分量,对各个分量进行相关性函数特性分析可知,高频噪声在0时刻有最大值,其他时刻取值约为0;低频噪声具有周期函数的自相关函数特性,是岩石爆破震动信号所固有的。据此去除噪声分量,使去噪后的信号更能真实地体现岩石爆破震动特性。以黄河上游某水电站引水发电隧洞实测爆破震动信号为例,将基于CEEMD算法与基于EEMD、EMD算法的信号去噪效果进行对比分析,结果表明:采用EMD、EEMD、CEEMD三种分解方法和相关性函数特性滤波后的信噪比分别为:39.48、40.63、49.07,采用CEEMD算法滤波的信噪比SNR与EMD、EEMD算法相比提高了24.31%和20.78%,从而验证了基于CEEMD和相关性函数特性的滤波方法的实用性与优越性。     

基于Matlab的混凝土声发射信号小波阈值去噪效果研究

在对混凝土类材料进行损伤声发射检测过程中,仪器收集的信号通常包含噪声信号,影响声发射分析的精度。本文基于Matlab小波分析,阐述一些主要的阈值选取方案,对不同阈值选择方案的去噪效果进行分析、评价、对比与总结,找出较为有效的混凝土声发射信号阈值去噪策略,有利于促进混凝土声发射信号的研究。     

基于数字化图像的引水隧洞超欠挖检测及其应用技术研究

为有效减少小断面引水隧洞围岩开挖超欠挖量,依托犬木塘水库大山岭隧洞工程,采用一种基于图像处理技术的超欠挖检测方法,使用数码相机采集隧洞图像数据,并进行点云数据处理、三维曲面重建、图像拼接展开等步骤来实现隧洞超欠挖检测,并对所提方法应用于引水隧洞工程的有效性进行验证。应用结果表明：通过三维曲面重建的实际轮廓与设计开挖轮廓对比分析可计算引水隧洞超欠挖值、超欠挖面积及超欠挖体积量等参数,通过图像拼接矫正构建隧洞地质展开图,能直观展示节理素描等围岩信息。该研究实现了对小断面引水隧洞超欠挖的精准快速检测,具有广泛的应用前景,可为后续施工设计提供依据。     

自适应LMD融合新小波阈值函数的信号去噪

针对非线性非平稳信号的去噪问题,基于LMD分解噪声的特征,并融合自适应寻优函数,提出了一种基于局部均值分解新小波阈值函数去噪方法。通过仿真信号和实测工程信号验证,比较EMD滤波、Harr小波、LMD滤波和LMD-新小波阈值函数4种算法的信号去噪效果,并采用3种评价因子对各种算法的去噪效果进行评价。结果表明,文中提出的LMD-新小波阈值函数方法能够基于白噪声分解特征,充分发掘数据本身所蕴含的物理机制和物理规律,融合新阈值函数,相比于其他传统方法在信号去噪方面效果较好。     

泄漏检测信号滤波技术比较

通过泄漏检测模型试验分析测量信号中的噪声来源,在对比研究传统小波去噪、改进神经网络去噪、最小二乘拟合去噪等方法在实测数据中去噪效果的基础上,借鉴神经网络反向传播学习算法的思路,提出了信号预滤波结合阈值自学习小波去噪的综合滤波方法。该方法通过对恒定状态下带噪压力信号阈值自学习使得重构信号与期望输出均方误差最小来获得单一工况下的最佳去噪阈值,再将此阈值用于同一工况下整个时间段的去噪,这样根据不同工况下得到的最佳阈值可以获得最优输出。数值计算结果比较表明该方法对噪声的抑制作用明显,比传统小波去噪、改进神经网络去噪等方法效果更好。     

长大引水隧洞长期运行安全检测技术体系研究

针对长大引水隧洞长期运行安全检测难题,采用隧洞排水放空后三维激光扫描与水下机器人在水检测方法,开展综合应用研究.通过三维激光扫描获取隧洞高密度三维点云模型,融合高精度变形分析、缺陷提取及三维可视化技术,进行毫米级变形量色谱分析、表面细微裂缝自动提取,建立洞壁缺陷三维可视化数据库.为减少隧洞放空频次,利用适应隧洞狭小封闭...     

一种航空影像密集匹配点云的迭代中值滤波算法

为有效解决基于航空影像密集匹配生成的点云中含有大量的冗余点和噪声信息,影响表面模型(DSM)的质量和后续数字正射影像(DOM)生成效果的问题,提出了一种航空影像密集匹配点云的迭代中值滤波算法。通过引入邻域法向量求和的思想定义空间圆柱体,并以此作为点云剔除的约束准则,判断空间圆柱体内是否需要获取中值点,并结合距离统计分析的方法剔除少量离群点,迭代直至相邻两次输出点云数量差异少于设定阈值。采用具有重叠区域的两类点云数据进行对比实验,结果表明:提出的方法能够有效剔除摄影测量密集匹配点云的噪声,对于存在厚度的冗余点云进行光顺平滑,能够保留完整的边缘特征。     

水电站有压引水隧道渗漏特性及治理方法研究

水电站地下有压引水隧洞在运行过程中将会出现影响隧洞安全的裂缝、渗漏点、蜂窝狗洞等缺陷,若不及时处理不仅会严重破坏混凝土衬砌结构安全。通过对彭水水电站近几年引水隧洞检修及消缺分析,研究了裂缝、渗漏点、蜂窝狗洞等混凝土缺陷形成的主要原因,并对水电站引水隧洞检修特性进行了分析。根据检修特性,研究了水电站引水隧洞混凝土缺陷处理方法,为同类工程引水隧洞的缺陷处理具有借鉴意义。     

地面式三维激光扫描仪在引水隧洞测量中的应用

硬梁包水电站引水隧洞地质条件和施工工艺复杂,作为大断面开挖的典型案例,对隧洞开挖轮廓、支护轮廓断面轮廓进行快速高精度检测,为施工工艺改善提供必要的数据及成果支持。笔者阐述地面式三维激光扫描仪FARO Focus S70(采用TK-PCAS软件对点云数据后处理)在硬梁包水电站CⅢ标引水隧洞开挖支护衬砌形体检测中的应用,为今后大断面施工各类形体检测和测绘行业数字化办公提供参考。     

混凝土试件的声发射特性试验研究

声发射技术是近年发展起来的一种动态无损检测方法,可用于材料性能评价和结构损伤检测。通过研究混凝土芯样试件在不同压力条件下产生的声发射计数和声信号强度,以及重复荷载作用下的凯塞效应,可以了解混凝土材料的声发射特性,为研究混凝土材料的损伤规律、断裂机理提供基础资料,并为利用声发射技术动态监测大坝混凝土裂缝的形成和扩展的可行性提供佐证。     

引水发电隧洞物探综合检测方法原理与应用

引水发电隧洞由于施工、地质原因，可能存在混凝土衬砌与围岩脱空、回填灌浆桨量不足以及爆破松动和开挖时崩塌等问题，本文针对施工中的这些问题运用声波反射法、超声波法和钻孔雷达法对引水隧洞进行物探综合检测方法的原理及运用实例作简要介绍。     

引水发电隧洞物探综合检测方法与应用

水电工程引水发电隧洞在建设过程中由于施工或地质原因,可能存在混凝土衬砌与围岩脱空、开挖爆破松动以及隧洞开挖时围岩崩塌等问题,查明以上工程缺陷及地质条件是勘测工作者必须面对的课题。本文针对引水发电隧洞施工过程中常遇到的这些问题,通过对某些工程引水隧洞进行物探检测的应用实例,介绍了运用声波反射法、超声波法和钻孔地质雷达法对引水隧洞工程缺陷和工程地质条件进行物探综合检测的原理和方法。     

基于EMD滤波和云模型的大坝安全监控指标拟定

为克服现有大坝安全监控指标拟定方法的不足,利用云模型,采用数字特征熵来揭示异常值的随机性与模糊性,通过期望、熵和超熵构成的特定结构算法,将大坝安全与否的定性概念定量表示,以此拟定安全监控指标。由于大坝监测效应量影响因素复杂,监测数据常存在高频噪声,因此应对原始数据进行降噪处理。以福建某大坝水平位移为例,先用经验模态分解(EMD)滤波方法去噪,然后采用云模型进行安全监控指标拟定,并与典型的小概率法进行对比分析。结果表明,基于EMD去噪和云模型拟定的监控指标是合理准确的。     

三维激光点云在隧洞病害缺陷检测中的应用研究

现有隐患检测方法存在工作量大、精度低等缺点,三维激光扫描技术可有效解决这些弊端.以引水隧洞工程为例,介绍了三维激光扫描技术在隧洞检测中的作业流程及数据处理过程,通过提取与对比隧洞断面曲线进行形变分析,以及基于裂缝渗水水迹特征在二维影像图上进行裂缝提取,完成隧洞隐患检测.工程实践表明,上述方法能有效检测隧洞形变量、准确提...     

小波软阈值去噪技术在电能质量检测中的应用

小波方法是一种很好的电能质量信号检测和分析工具，但其性能往往受信号中噪声的影响，当噪声比较大的时候，小波方法甚至会失效。文中根据小波变换的时频特性，分析了信号和噪声在小波分解过程中的不同特性，并在此基础上利用改进的软阈值去噪技术对电能质量信号进行信号去噪处理。软阈值方法能根据各小波空间上特征分量和噪声的统计特性设置适当的阈值来消除噪声，并以此恢复小波方法的性能。该方法不仅较好地解决了保护信号局部特征与抑制噪声之间的矛盾，能很好地对各种电能质量信号进行去噪处理，而且达到了数据压缩的效果。仿真计算结果表明，该去噪方法是有效的。     

基于法向量区域聚类分割的检测坑点云提取

利用三维激光扫描技术获取堆石坝检测坑表面点云，可以快速计算检测坑体积和堆石坝压实质量，但此技术的关键是从扫描点云数据中准确分割出目标检测坑。提出了一种基于法向量区域聚类分割的检测坑表面点云提取方法：首先通过局部密度法检测得到碾压面外部点P,剩余点则为内部点Q;然后以最小二乘法拟合外部点平面，得到拟合平面法向量与内部点法向量的夹角θ;最后以外部点P作为种子点，逐步扩大搜索区域，直至区域内存在θ大于阈值θ′,即可确定碾压面和检测坑表面的交界，精确提取出检测坑表面点云。利用MATLAB编程实现了检测坑表面点云数据的快速提取，并通过采集3类坝料的检测坑点云数据开展试验，验证了此方法的可行性。研究成果可为类似形状目标点云提取和堆石坝压实质量快速检测提供参考。     

高强混凝土的声发射特性试验研究

通过高强混凝土试块在受压状态下的声发射特性试验测试了混凝土的抗压强度和撞击数、事件数等声学特性参数。试验结果表明:高强混凝土受压强度与声学特性参数之间具有一定的相关性,可用于评判结构或构件的稳定性和安全性;声发射技术作为一种无损检测方法,具有操作简单、实时动态检测、对原有建筑物损伤小等优点。     

细砂岩声发射全波形特征及频谱分析

针对细砂岩在不同应力下的破坏模式和裂纹扩展规律等问题,采用单轴压缩、定角压剪和巴西劈裂的方式对细砂岩进行加载试验,采集各试样加载过程的声发射全波形,并基于小波阈值去噪方法对原始波形去噪处理后,再采用快速傅里叶变换获得信号的频谱特征。通过分析声发射全波形及主频、次主频的演化规律,将信号频率细分为低([10,70) kHz)、中([70,120) kHz)、高([120,180) kHz)3个等级,揭示了岩石的破裂失稳过程。研究结果表明:不同试验方法下的声发射全波形差异较大,波形幅值的变化与岩石损伤的渐进过程密切相关;同等试验方法下的声发射主频、次主频具有自相似性,演化规律较一致,次主频对裂隙发育状态更敏感;低频信号反映了细砂岩破坏时的一种固有属性,与加载方式和试验方法无关,仅中频率信号和高频率的信号对应剪切滑移过程与剪切破坏模式。