移动式三维激光扫描在轨道交通结构变形监测中的应用

针对轨道交通作业窗口“受限”且传统测量手段无法全面获取隧道状态的问题,本文借助移动式三维激光扫描系统,结合实际工程案例对轨道交通结构进行检测,首先推导了三维激光扫描的基本原理和坐标转换数学模型,通过外业数据采集、内业数据处理获取了隧道点云数据。对比分析临近地铁隧道的深基坑项目施工前后三维激光扫描数据,结果表明:基坑施工过程对隧道结构产生了一定影响,且基坑正对影响区域结构变形最大,外扩影响较小,净空收敛累计变化量最大,为15.4mm。同时使用全站仪对三维激光扫描获取的净空收敛结果进行精度评估,结果证实了:移动式三维激光扫描测量隧道净空收敛和全站仪测量净空收敛累计变化量总体一致性较好,其中83.33%的监测断面累计变化量互差小于2mm。

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。

基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用

地震救援现场建筑结构评估是施行生命搜救作业的前提,也是进行安全施救的保障。基于SLAM(Simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)技术的移动式三维激光扫描仪具有体积小、重量轻、可多平台搭载移动作业等多种优点,其“所见即所得”的特点为进行地震救援现场建筑物结构安全评估提供了便利。本文以“应急使命·2023”演习场地和2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震现场为例,对移动式三维激光扫描仪在地震救援中的应用进行验证。通过移动式三维激光扫描仪对救援场地进行扫描,获取点云数据开展建模,并对场地的分区布局、建筑类型、建筑结构等特征数据进行提取,在此基础上进行建筑物结构安全评估工作。结果表明基于SLAM技术的移动式三维激光扫描仪具有易于携带、操作简单、作业高效、测量精度高的特点,为地震救援现场开展现场评估工作提供了新的技术方法,具有良好的应用前景。

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。

移动式三维激光扫描系统在崖墓考古绘图中的应用

崖墓是四川地区具有地域特色的丧葬形式,数量众多,分布范围广泛。在分析墓葬间的空间分布关系方面,传统测量方法存在作业效率低、总体精度差等问题。因此,以新川创新科技园屈家山2号文物点为例,首先采用基于即时定位与地图构建技术的移动式三维激光扫描系统获取点云数据,再利用专业软件准确绘制墓葬分布图,并与测距仪测量结果进行对比分析。结果表明,移动式三维激光扫描系统可明显提高绘制崖墓分布图的作业效率,且满足测量精度要求,在考古领域中具有较好的应用前景。

基于移动激光扫描的轨道交通建筑限界一体化检测

移动激光扫描可快速获取被测物体表面的三维坐标数据,近年来被逐渐应用到轨道交通工程测量项目中。针对当前轨道交通种类繁多而其限界检测研究分散,不利于工程实践的问题,本文提出了一种基于移动激光扫描技术的轨道交通建筑限界一体化检测方案。自主研发了轨道移动激光测量与检测(TLSD)系统,建立系统内部数据采集、处理、分析的限界检测流程,并集成各类现行限界规范标准,可同时满足铁路、地铁等不同轨道交通限界检测的需要。结合某铁路站台进行应用实践,结果显示,TLSD系统具有检测高效、自动化、成果可视化等优势。

基于轨道移动式激光扫描多期点云的隧道断面变形提取方法

针对轨道移动式激光扫描技术监测地铁隧道变形的点云数据特征和隧道断面变形信息提取与分析的问题,本文提出了一种基于轨道移动式激光扫描点云的隧道断面变形提取方法和处理流程.首先采用RANSAC圆柱检测法提取地铁结构特征部位点云,利用提取的隧道结构点云进行点云的粗配准.然后设计了一种基于权重的ICP算法的精配准方法,精配准后的隧道点云通过切片点云降维处理得到二维断面数据,利用断面的k近邻点拟合曲线提取隧道断面变形值,并采用弧线投影的方法对断面变形表达.实验验证表明,提出的基于曲线拟合隧道断面变形分析的方法和过程,能够准确高效地提取到0.7 mm以上的地铁隧道断面变形信息.

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。

静站式与移动式三维激光扫描的精度对比分析

针对传统隧道变形监测周期长、工作量大、覆盖率低,而三维激光扫描具有效率高、点位全、方便快捷的特点,利用静站式与移动式三维激光扫描分别对控制点坐标进行提取,并对其精度进行评估。实验结果表明,X方向上静站式与移动式三维激光扫描的最大偏差分别为5.9 mm和9.9 mm;Y方向上静站式与移动式三维激光扫描的最大偏差分别为5.6 mm和9.7 mm;H方向上静站式与移动式三维激光扫描的最大偏差分别为5.6 mm和10.0 mm。静站式三维激光扫描仪测得的控制点坐标偏差平均值分别为4.32 mm、4.84 mm和4.49 mm;移动式三维激光扫描仪测得的控制点坐标偏差平均值分别为7.59 mm、7.37 mm和8.00 mm。

基于三维移动激光扫描技术的铁路限界测量方法

传统铁路限界测量作业效率低,难度大,如何高效且精确地获取限界数据成为铁路建设亟需解决的问题,为此,提出了将三维移动激光扫描技术运用于铁路限界测量的方法。通过实际工程应用后,与传统限界测量结果进行对比,结果显示,移动激光扫描测量具有自动化程度高、获取数据速度快、点云数据量大、精度可靠性高以及数据处理迅速等优点,今后可将该技术在类似工程测量项目中推广应用。

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。

三维激光扫描测绘技术在不可移动文物保护中的应用

在国家数字化战略下,文物保护领域应用数字化技术开展保护及展示传播工作是其发展的必然趋势。三维激光扫描测绘技术作为一种先进的立体扫描测绘技术,其凭借精度高、全自动、获取数据量大、无接触、可全天连续运作的优势,在不可移动文物保护中得以广泛应用。文章从三维激光扫描测绘技术的原理及应用优势入手,在阐述三维激光扫描测绘技术作业流程设计的基础上,探究其在不可移动文物保护中的具体应用,以期为我国文物保护工作提供可参考的技术路线。

移动式三维激光扫描技术在林地自然资源调查中的应用

移动式三维激光扫描技术以高精度、高效率和全面性等优势广泛应用于林地自然资源调查中,并发挥了重要作用。文章以运城市某生态公益林场为资源调查对象,通过工程案例形式,探讨移动式三维激光扫描技术在林地自然资源调查中的应用。研究结果表明,该技术成果精度较高,较传统人工实地调查方法效率显著提升,具有较高的应用推广价值。

基于移动激光扫描的盾构隧道参数化建模

地铁线路数字化运维转型期间,部分老旧线路缺少数字三维模型、病害档案及设施设备台账等基础资料。针对以上现状与地铁隧道数字化智能运维管理需求,提出一种基于移动激光扫描数据的隧道参数化建模方法。1)基于隧道移动激光扫描数据识别并分割各类设施设备,提取建模所需构件参数;2)基于Revit API和Dynamo插件,编写一套隧道批量建模程序,实现参数自动对接、模型创建、属性添加与材质赋予等功能;3)建立隧道OBJ模型实现模型贴图,利用Enscape软件加载Revit模型制作漫游视频。该方法经佛山市地铁2号线竣工验收试用验证,可高效精准地实现盾构隧道模型创建。

移动背包三维激光扫描系统在陡岸水库测绘中的应用——以白鹤滩水电站库区典型河段为例

针对陡岸水库岸坡度大、地形狭窄复杂、植被覆盖度高、水文泥沙监测精度要求高,且传统人工走测难度大、效率低、风险高的问题,本文提出了移动背包三维激光扫描系统观测方法,并以白鹤滩水电站库区典型河段为例,开展了移动背包三维激光扫描系统的应用试验研究。定性定量成果表明,移动背包三维激光扫描系统测量平面中误差为0.024 m,高程中误差为0.044 m,相对面积较差为0.24%,精度符合技术要求,较人工走测工作效率提高3.75倍,十分适用于陡岸水库监测。

基于移动激光扫描的隧道两期差异计算

针对隧道结构变形、渗漏变化、线缆松脱等人工巡检难以调查识别的问题,提出一种基于移动激光扫描系统的隧道两期差异计算方法。该方法利用两期移动扫描数据,首先通过环缝特征实现里程配准,然后通过结合法向量的最邻近点迭代方法完成断面配准,再计算水平直径和椭圆度获取结构变形,最后计算匹配点云之间的空间和强度差异以标识两期变化。基于Tlsd隧道监控量测系统软件的实验结果表明,本文方法可同时提取隧道两期结构变形、空间差异和强度差异。

基于移动激光扫描技术的隧道限界检测

传统接触式隧道限界检测技术存在精度低、效率低、适用性差等缺陷,难以满足短暂天窗时间内隧道限界高效、高质量检测的需求。激光扫描技术具有高速、高精度、抗干扰等优势,以轨道车载移动扫描的方式,能够高效准确地采集隧道轮廓的三维激光点云。基于三维点云数据,随机采样一致性拟合算法与水平射线法的综合应用实现隧道断面的逐个提取与快速侵限判别,从而实现对整个隧道的高精度侵限检测。在某地铁隧道的限界检测实例中验证了移动激光扫描技术应用于隧道限界检测的效率与精度,能够满足隧道安全高效检测的需求。

移动激光扫描系统在上海地铁隧道收敛测量中的应用浅析

本文介绍一种可应用在地铁隧道收敛监测中的移动三维激光扫描系统,对其硬件组成和数据处理流程进行简单介绍,随后将该测量系统与隧道内传统收敛测量方法从测点布设、仪器设备等方面进行比较,可得出移动三维激光扫描系统用于隧道收敛监测具有明显的优势,最后将该系统应用于上海某地铁隧道内收敛监测中,通过总结实际应用情况,为该技术后续使用提供一些参考建议。

基于GRP5000移动式三维激光扫描仪的隧道椭圆度监测研究

使用GRP5000移动式三维激光扫描仪对隧道椭圆度进行监测作业时的优势在于:可以使检测范围大幅度提升,同一个天窗点的管片监测数量从传统模式的10~20个飞跃式增加为800~1000个。尽管相较于其他监测方法,基于GRP5000移动式三维激光扫描仪系统方法的作业速度较为缓慢,但基于基础检测数据计算出的隧道椭圆度结果精准程度却极高,故综合监测效率同样较高。本文介绍了基于GRP5000移动式三维激光扫描仪的隧道椭圆度监测外业、内业的主要流程,并围绕具体工程的监测作业重点环节展开分析,可为同类型作业提供参考与借鉴。

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。