基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法

[目的]地铁隧道内接触网导高是保证列车正常受电的重要参数,需定期进行检测。针对其他导高检测方式存在的误差大、精度低的问题,需提出基于移动三维激光扫描技术的地铁隧道接触网导高检测新方法。[方法]基于移动三维激光扫描技术提出了导高检测的新方法,分析了误差来源;提出通过在移动式三维激光扫描仪上增设刚性倾斜组件来改变扫描仪激光线入射角度,进而减少隧道断面点云模型的毛刺数量,并采用等角兰勃特投影来获取隧道真实点云模型。与导高仪检测结果进行对比,以验证其导高检测精度是否满足相关要求。[结果及结论]基于移动式三维激光扫描技术建立的隧道断面点云模型存在毛刺,是因激光脚点垂直入射接触网发生散射和漫反射导致的。增加倾斜组件,可有效减少隧道断面点云模型的毛刺数量。移动式三维激光扫描仪与导高仪的导高检测数据对比结果表明,基于移动式三维激光扫描技术的导高检测精度基本在±3 mm以内,能够满足相关规范对导高检测的精度要求。

移动三维激光扫描技术在城市测量中的应用研究

随着测绘项目对成果要求越来越精细,移动测量技术逐渐兴起。移动三维激光扫描技术根据载具的不同可划分为背包式三维激光扫描仪、手持式三维激光扫描仪、机载三维激光扫描仪、车载三维激光扫描仪及推车式三维激光扫描仪。采用的点云绘图软件包括AutoCAD,LidarFeature及EPS。本文针对不同载具的移动测量技术及相关的处理软件的的优缺点,对不同移动测量技术的适用性进行了分析。

手持式移动三维激光扫描仪在大比例尺地形图测绘中的应用

研究当前具有代表性的4款手持式移动三维激光扫描仪(Handheld 3D Mobile Laser Scanner,HMLS),对其中使用的关键技术进行了对比分析,并通过数据采集试验验证了此类设备获取数据的精度和效率。4款设备均支持激光SLAM、全景影像,能获取真彩色点云数据,差别在于激光传感器、相机、SLAM算法、易用性、作业效率、点云赋色效果等方面有所不同,本文主要从获取数据的作业效率、设备易用性、数据文件占用计算机空间、点云数据效果、点云精度评估等方面分析,徕卡BLK2GO手持实景扫描仪、GeoSLAM手持移动扫描仪作业效率较高,获取的点云数据效果较好,适用性较强,其他两款作业效率稍低,获取的点云数据赋色效果稍差,其中北京数字绿土手持旋转激光扫描系统LiGrip V100测试效果相比欧思徕激光全景测绘机器人SR-RL6(手持模块)要好。相比其他款单人可操作,欧思徕激光全景测绘机器人SR-RL6(手持模块)易用性较弱,外业需两人配合。结果表明,4款设备在平面点位精度、高程精度均优于0.10 m,间距精度上均优于0.05 m,能满足大比例尺地形图测绘的要求;而相比于传统作业方法,4款设备在作业效率上优势明显,在成果丰富性、准确性、精度上均比传统的光电测距等方法生产的地形图更优,未来使用前景广阔。

基于移动三维激光扫描的点云建模方法研究

三维激光点云具有获取速度快、精度高、可表达细节等优势,在建模领域备受关注。传统点云建模得到的网格模型仅可用于可视化,不可量测且缺乏语义信息,无法满足模型分析、测绘应用等需求。因此有必要顾及语义、拓扑、几何等约束,研究精细的三维模型构建方法。本文在分析现有方法不足的基础上,提出一套完整、可应对复杂场景的点云结构化建模方法,结合地铁车站点云进行实例验证,所建模型精度满足测绘指标,对点云模型构建表达及相关测绘应用具有一定参考意义。

移动三维激光扫描仪在建筑工程不动产测绘中的应用分析

该系统的出现,使得许多行业都可以使用工程大数据。如反求工程,对比度检验等。测量工程的位移监测,地形测绘.考古学计划中的资料归档和复原工作。建设项目的竣工验收,改建、扩建等。针对这一现状,本文提出了一种以房屋测量为基础的房屋测量数据为依据的新方法。在新的基础测量系统中,如何实现不动产测绘数据的快速高效获取,提升不动产测绘工作效率,是当前不动产测绘数据制作部门所面临的一大难题。传统的不动产测绘外业资料采集方式为利用激光测距仪逐个房间、逐个空间地测量,虽然测量精度高,但工作量大,效率低。本文提出了一种以移动手持式3D激光扫描仪为基础的建筑工程测绘外业数据采集与数据处理方法,通过对3D点云数据的配准、去噪、抽稀,可以快速的获得高精度3D点云数据;采用分层等方法获得2 D平面点云数据,采用 RANSAC方法实现墙体轮廓线的拟合,并用尺度比较来检验模型的准确性。测试结果显示便携式3D激光扫描器在建设项目不动产测绘中有很好的应用前景。

移动三维激光扫描技术在隧道病害识别中的应用

隧道等地下空间工程是解决城市资源与环境危机的重要措施,是城市新基建的主要方向。开展城市地下工程基础设施普查,定期全面的"体检",是确保人民生命财产安全的关键问题。本文针对隧道病害快速识别问题,首先利用自助研发的移动三维(3D)激光扫描系统获取了隧道点云数据,进一步研究了点云数据处理方法,获取了隧道灰度影像图,然后分析了隧道病害影像的识别特征,计算了该段隧道裂缝、渗漏水、衬砌脱落等病害的位置及大小,验证了三维激光扫描技术在隧道病害检测中的可行性。

船载移动三维激光扫描系统的设计与实现

船载移动激光雷达扫描系统由脉冲激光源、测距探测接收器、系统控制处理器和光机扫描器组成,并集成定位定姿系统(Position and Orientation System,POS)。本文以自主研发的船载激光扫描仪为研究对象,阐述了扫描系统的软硬件组成与工作流程,并对实验结果进行了精度评定。实验表明,本文设计的船载移动三维激光扫描系统能有效准确地获取目标物的三维点云数据,未来可在海岸带海岛礁测绘、港口码头测量、近岸工程变形监测中发挥重大作用。

利用移动三维激光测量系统进行公路竣工测量方法的研究

研究移动三维激光测量系统在高速公路竣工测量中的应用方法,介绍测量系统的工作原理,制定该方法在实际应用中的技术流程,分析比较成果数学精度,总结出该方法的优缺点,对公路竣工测量具有重要应用价值。

车载移动三维激光扫描技术高程精度研究

随着时代发展,扫描技术的不断前进,车载移动三维激光扫描技术也出现在人们的视野之中。文章将使用实例数据,通过与传统方式的对比研究,对车载移动三维激光扫描技术的高程精度进行研究,探索其在智慧城市建设中使用的可行性。

基于移动三维激光扫描技术的隧道管片错台检测

地铁隧道管片错台检测是保证地铁安全运营的重要工作,传统错台检测主要依赖人工巡检,由于天窗期短、隧道结构复杂,存在效率低、易漏检、成果难以量化等缺点。本文提出了一种基于移动三维激光扫描技术的错台检测方法,通过对点云数据生成的正射影像图进行环缝识别,提取环缝两侧断面,采用RANSAC-LSM方法对断面点云进行去噪、拟合,再将两侧断面套合即可分析管片错台情况。最后以杭州地铁某区间为例进行错台检测,并选取72处错台成果进行人工复核。结果表明:基于移动三维激光扫描技术进行错台检测,整体精度在±3 mm以内,能够满足盾构隧道管片错台检测要求,在地铁隧道安全检测中具有较好的应用前景。

移动三维激光测量系统在地铁运营隧道病害监测中的应用研究

随着我国轨道交通建设事业的蓬勃发展,三维地理信息系统在地铁隧道相关的竣工测量、变形监测等方面逐步得到应用,越来越受到地铁工程建设和管理部门的重视。由于地铁隧道工程的复杂性,采用传统方法进行运营隧道监测需要花费大量的人力、物力和时间。为了适应地铁建设和运营管理部门对地铁工程信息化、三维可视化工作的迫切要求,本文提出了一种集成多种传感器于一体的移动三维激光测量系统。该系统集成了高精度三维扫描仪及编码器等传感器,能快速、高精度地获取隧道内轮廓断面尺寸,通过配套的软件处理,高效地对限界、断面轮廓及隧道变形进行分析。通过在实际项目中应用验证表明,该方法能有效地解决地铁隧道病害监测中的实际问题,可供同类地铁工程项目参考借鉴。

基于移动三维激光扫描的地铁隧道结构监测方法

地铁隧道为超长线状结构,传统健康监测技术通过埋设传感器来诊断评估结构安全状态,存在传感器需求量大、监测点布设复杂、采集传输硬件的安装维护困难等缺点。本文针对传统健康监测技术的缺点,建立了基于移动三维激光扫描的地铁隧道三维全景监测系统。该系统采用移动三维激光扫描技术,通过沿轨道匀速移动三维扫描仪,提取地铁隧道管片和轨道的三维点云数据。通过对点云数据的切片、去噪、曲线拟合处理后,计算隧道的断面变形值、净空收敛值、管片错台值和轨道的轨距变化值,并与隧道的设计值比较,分析判断各指标参数的健康度,进而评估隧道的健康状况。分析结果表明:移动三维激光扫描技术能高精度、高效率地监测地铁的断面变形、净空收敛、管片错台和轨道变形,在超长线状隧道运营管理中具有广阔的应用前景。

移动三维激光扫描技术在盾构隧道收敛监测中的应用

盾构隧道收敛监测是地铁运营检测的重要监测部分。针对收敛尺、全站仪、断面仪和巴塞特收敛系统、站式扫描仪等传统监测设备和监测方法的缺陷,本文提出一种基于移动三维激光扫描的新型收敛监测方法。移动三维激光扫描技术是利用二维断面扫描仪结合移动轨道车、惯性导航定位及编码器等多种传感器协同作业,通过人工推行扫描的方式全面获取隧道结构点云数据。结合自动化点云处理软件对管片断面收敛进行分析,实现地铁隧道收敛的快速全面监测,弥补了传统收敛监测效率低、断面监测不完善的缺点。工程应用实例结果表明,该方法不仅可以实现隧道收敛快速、高效监测,而且获取的海量点云数据可进一步深度挖掘,为地铁隧道的安全监测提供基础数据,保障地铁安全运行。

新型移动三维激光扫描技术在盾构管片椭圆度检测中的应用

铁运营阶段对隧道结构的变形监测保证了地铁运行的安全,而椭圆度检测是地铁隧道结构检测的重要工作。本文简单介绍了传统椭圆度检测的基本方法,分析了新型移动三维激光扫描检测系统基本原理及隧道椭圆度检测的方法和处理流程。通过工程案例实际应用以及对检测结果的综合分析,证明了移动三维激光扫描技术在盾构管片椭圆度检测中的优势。

基于移动三维激光扫描的地铁盾构环片提取与分析

随着我国轨道交通的不断发展,城市轨道交通已成为公共交通的重要组成部分。目前我国轨道交通安全主要采用全站仪和站式扫描仪等设备进行监测,具有监测效率低、监测点布设困难、对管片衬砌有损伤等缺点。移动三维激光扫描是一种新型轨道交通结构安全检测技术。本文采用移动三维激光扫描技术获取隧道内部完整结构点云数据,对移动三维激光点云进行环片提取分析,对获取的断面点云进行处理分析,得到环片变形情况。试验结果表明,该方法不仅能够获取准确的环片变形结果,而且实现了逐环提取分析,大大提高了环片监测的效率。

基于移动三维激光扫描仪的地铁限界测量分析

传统架站式三维激光扫描技术在地铁限界测量中,存在采集数据繁琐,点云处理难度高等问题,同时现有的限界分析软件测量节点稀少。本文针对以上问题,利用移动式三维激光扫描仪,对昆明地铁某段隧道进行了相对测量。点云数据通过处理,导入专业的限界测量分析软件,完成净空差值测量,测量结果显示,测量区间未有任何超限病害,并快速生成图文一体检测报告,验证了本文提出的地铁限界测量技术,能够提供高效、准确、便利的服务。

移动三维激光扫描系统在铁路限界测量中的应用研究

随着我国铁路发展速度大幅提高,铁路行车安全显得尤为重要,对限界测量的效率和质量提出了更高要求。如何精确且高效地获取测量数据成为亟需解决的问题。本文将移动三维激光扫描系统运用于限界测量中,把测量结果与传统全站仪测量方法进行对比分析。经验证,移动三维激光扫描系统具有获取数据速度快、自动化程度高、精度可靠性高以及点云数据后台处理便捷等优势,今后可将该技术推广应用于类似工程项目。

移动三维激光扫描在运营地铁维保中的应用

提出了利用移动三维激光扫描技术进行盾构隧道维保监测的思路,并在实际运营地铁盾构隧道维保工作中进行了应用。实测结果表明,该技术能准确测量出盾构隧道水平直径,并体现其变化过程,适用于运营期地铁隧道的维保监测。

基于移动三维激光扫描的盾构隧道监测技术

我国城市轨道交通飞速发展,主要采用盾构法施工建设。盾构隧道结构安全监测是城市轨道交通运营监测的主要工作之一。传统盾构隧道监测主要采用全站仪、水准仪、收敛仪等测量设备。传统监测手段存在效率低、周期长、成本高、成果类型单一等缺点。针对传统监测不足,文章引入移动三维激光扫描的新型盾构隧道监测技术,通过移动三维激光扫描技术快速获取隧道结构信息,从而实现隧道结构健康状态的快速、全面监测。工程实例表明,该技术具有监测速度快,成果类型丰富等优点,较传统方法更加符合轨道交通监测行业需求。

移动三维激光扫描系统在铁路限界测量中的应用

随着我国铁路发展速度大幅提高,铁路行车安全显得尤为重要,对限界测量的效率和质虽提出了更高要求。如何精确且高效地获取测量数据成为亟需解决的问题。移动三维激光扫描系统具有获取数据速度快、自动化程度高、精度可靠性高及点云数据后台处理便捷等优势。本文以柳南客专(KO+000-K110+000段)为例,将移动三维激光扫描系统引人到铁路限界测量中,并将其测量结果与采用传统全站仪测量的结果进行了对比:结果显示,二者的误差在20mm以内木文试验结果可为铁路安全性评估提供数据支持,今后可将移动三维激光扫描系统推广应用于相关工程项目中。