薄壁钢梁虚拟预拼装面-线-点逐层提取法研究

来源：中国血液净化杂志2025年第6期北京时间：

作者：陈卓异, 彭天昊, 刘红兵, 熊文, 叶井亮, 闫道双

单位：1. 长沙理工大学　土木与环境工程学院，湖南　长沙　410114","2. 湖南湘江商业资产投资运营管理有限公司，湖南　长沙　410221","3. 湖南省交通科学研究院有限公司，湖南　长沙　410015","4. 东南大学　交通学院，江苏　南京　211189","5. 武汉誉城千里建工有限公司，湖北　武汉　430050

摘要：<p>针对薄壁钢梁结构虚拟拼装自动化程度不高和迭代效率低等问题，研究薄壁钢梁虚拟预拼装面-线-点逐层提取法及其粗、精两阶段虚拟拼装技术。采用三维激光扫描技术获取钢梁点云数据，通过体素化预处理、钢梁特征智能提取、虚拟粗拼装、虚拟精拼装4个步骤实现钢梁点云的智能虚拟预拼装。基于RANSAC算法、Alpha Shapes算法和getLineIntersectionPoint函数算法，提出了面-线-点逐层提取薄壁钢梁特征的综合方法；同时，采用主成分分析法和迭代最近点法分别进行虚拟粗拼装和精拼装。研究结果表明：①面-线-点逐层提取法可实现复杂钢梁拼装面点云的高效提取，满足工程中薄壁钢梁点云预拼装的精度；②基于面-线-点逐层提取的特征点数据，采用主成分分析法粗拼装和迭代最近点法精拼装梁段，获得钢梁的转换矩阵，拼装方法具有较好的鲁棒性；③该方法应用于某大道快速化改造工程中的多主梁工字钢，整体平均值和均方根误差验证了该方法可准确、完整、高精度地实现薄壁钢梁的虚拟预拼装。研究所采用的方法符合工程项目的拼装要求，可供同类桥型虚拟预拼装参考。</p>

关键词：桥梁工程,薄壁钢梁,虚拟预拼装,点云数据,特征点提取