三维激光扫描技术在地铁隧道监测中的应用研究
发布时间：2021-01-12 12:37
因地铁隧道建造在城市地下的特殊性,对地铁隧道安全性与稳定性的监测分析已成为非常重要的工作。随着测绘技术的不断更新,用于地铁隧道变形监测的仪器从单点精度测量的全站仪、收敛仪等发展到了可整体高效测量的三维激光扫描仪,突破传统测量方法缺点的特点和不断改进的扫描技术使三维激光扫描仪在地铁隧道监测上的应用和研究日益增多。论文首先介绍三维激光扫描仪在隧道监测方面的研究现状和应用,监测原理,获取点云数据的特点、精度和误差来源以及点云数据预处理方法。其次以昆明某地铁隧道为例,采用Amberg GRP5000移动式三维激光扫描仪采集地铁隧道内部完整的三期点云数据并通过数据处理对隧道断面进行分析,相比于传统作业方式极大提高了外内业的操作效率。针对地铁隧道的结构特点,对相对测量模式下的点云坐标转换、隧道横断面提取、断面去噪拟合等工作进行描述,借助初始参数实现隧道径向收敛、断面椭圆度和相邻环管片错台等分析与应用,结果如下:受上方压力影响,隧道在横向和竖向上存在收敛变形;三次监测数据在公共区间不同里程处的断面椭圆度变化不大,整体变形较稳定;公共监测区间共有13处管片错台,平均错台值为21.5mm。点云数据处理的...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扫描坐标示意图
GRP5000系统应用
昆明理工大学硕士学位论文13隧道几何形状测量与周围环境测量于一体的高效测量系统，其硬件设备主要用来检测隧道是采集数据，软件设备AmbergRail2.0数据处理软件用于进行外业测量之前，新建项目以及设置一系列数据参数，和测量完成后，对采集的数据进行简单处理，到处后续数据处理软件所需要的数据。GRP5000系统测量速度快，测量参数种类多，精度高，作业方式简单。(a)限界测量(b)全息成像(c)竣工验收测量图2.2GRP5000系统应用Fig2.2GRP5000SystemapplicationGRP5000隧道检测系统由激光发射器、时间计时器、接收器、CCD彩色相机、控制电路板、旋转式滤波器、数据处理软件、计算机等构成。可对隧道内部衬砌表面进行全方位的静态、动态扫描，扫描同时由CCD相机获取彩色照片信息，GRP系列扫描小车如图2.3所示。图2.3GRPSystemFX模块化Fig2.3GRPSystemFXModularization其扫描原理为由系统发射和接受到的激光强度和相位差信息获得隧道内表面每个点与轨道连线中点为坐标原点的三维坐标系坐标和隧道内表面的全息影像图，定量解析后，根据激光反射率的差异形成灰度解析图像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于邻域曲率的分支定界点云配准方法[J]. 任小康,石珣. 微电子学与计算机. 2018(06)
[2]一种基于特征点的地面激光点云全局配准方法[J]. 杨志华,张云生. 测绘与空间地理信息. 2018(04)
[3]现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用研究[J]. 张文春,徐正元,张理想,马金峰. 吉林建筑大学学报. 2018(02)
[4]海量3D点云数据压缩与空间索引技术[J]. 赵尔平,刘炜,党红恩. 计算机应用. 2018(01)
[5]三角网格模型简化算法的研究现状[J]. 张茹,胡世昌. 数字技术与应用. 2018(01)
[6]一种真圆型隧道激光扫描断面变形检测新方法的研究[J]. 尤相骏,成俊. 隧道建设. 2017(07)
[7]基于SAC-IA和改进ICP算法的点云配准技术[J]. 陈学伟,朱耀麟,武桐,王祖全. 西安工程大学学报. 2017(03)
[8]三维激光扫描变形可监测性指标的确定[J]. 曾政祥,陈西江. 大地测量与地球动力学. 2017(05)
[9]激光扫描小车地铁隧道断面测量方法及应用[J]. 梅文胜,魏楚文,于安斌. 测绘地理信息. 2017(02)
[10]三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究[J]. 李宗平,张永涛,杨钊,陈培帅,江鸿. 隧道建设. 2017(03)
博士论文
[1]穿越工程影响下既有地铁隧道变形监测与分析[D]. 邱冬炜.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]沉管隧道贯通测量导线精度分析[D]. 张基智.西南交通大学 2017
[2]基于三维激光扫描的桥梁检测技术应用研究[D]. 卢颖.吉林大学 2017
[3]地铁隧道海量点云管理与系统设计研究[D]. 于安斌.武汉大学 2017
[4]地铁隧道激光扫描检测小车的研究与开发[D]. 魏楚文.武汉大学 2017
[5]地面三维激光点云数据的滑坡变形分析与预测研究[D]. 宁德怀.昆明理工大学 2017
[6]基于视觉辅助的隧道变形监测系统研究[D]. 甘创.浙江大学 2017
[7]地铁盾构隧道激光扫描海量数据处理及应用研究[D]. 陈明安.北京交通大学 2016
[8]近景摄影测量技术与三维激光扫描技术在隧道变形监测中的应用研究[D]. 徐贺.吉林建筑大学 2016
[9]基于三维激光扫描数据隧道变形信息提取[D]. 李祖来.西南交通大学 2016
[10]三维激光扫描技术在隧道工程检测中的应用[D]. 袁凤祥.成都理工大学 2016
本文编号：2972863
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扫描坐标示意图
GRP5000系统应用
昆明理工大学硕士学位论文13隧道几何形状测量与周围环境测量于一体的高效测量系统，其硬件设备主要用来检测隧道是采集数据，软件设备AmbergRail2.0数据处理软件用于进行外业测量之前，新建项目以及设置一系列数据参数，和测量完成后，对采集的数据进行简单处理，到处后续数据处理软件所需要的数据。GRP5000系统测量速度快，测量参数种类多，精度高，作业方式简单。(a)限界测量(b)全息成像(c)竣工验收测量图2.2GRP5000系统应用Fig2.2GRP5000SystemapplicationGRP5000隧道检测系统由激光发射器、时间计时器、接收器、CCD彩色相机、控制电路板、旋转式滤波器、数据处理软件、计算机等构成。可对隧道内部衬砌表面进行全方位的静态、动态扫描，扫描同时由CCD相机获取彩色照片信息，GRP系列扫描小车如图2.3所示。图2.3GRPSystemFX模块化Fig2.3GRPSystemFXModularization其扫描原理为由系统发射和接受到的激光强度和相位差信息获得隧道内表面每个点与轨道连线中点为坐标原点的三维坐标系坐标和隧道内表面的全息影像图，定量解析后，根据激光反射率的差异形成灰度解析图像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于邻域曲率的分支定界点云配准方法[J]. 任小康,石珣. 微电子学与计算机. 2018(06)
[2]一种基于特征点的地面激光点云全局配准方法[J]. 杨志华,张云生. 测绘与空间地理信息. 2018(04)
[3]现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用研究[J]. 张文春,徐正元,张理想,马金峰. 吉林建筑大学学报. 2018(02)
[4]海量3D点云数据压缩与空间索引技术[J]. 赵尔平,刘炜,党红恩. 计算机应用. 2018(01)
[5]三角网格模型简化算法的研究现状[J]. 张茹,胡世昌. 数字技术与应用. 2018(01)
[6]一种真圆型隧道激光扫描断面变形检测新方法的研究[J]. 尤相骏,成俊. 隧道建设. 2017(07)
[7]基于SAC-IA和改进ICP算法的点云配准技术[J]. 陈学伟,朱耀麟,武桐,王祖全. 西安工程大学学报. 2017(03)
[8]三维激光扫描变形可监测性指标的确定[J]. 曾政祥,陈西江. 大地测量与地球动力学. 2017(05)
[9]激光扫描小车地铁隧道断面测量方法及应用[J]. 梅文胜,魏楚文,于安斌. 测绘地理信息. 2017(02)
[10]三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究[J]. 李宗平,张永涛,杨钊,陈培帅,江鸿. 隧道建设. 2017(03)
博士论文
[1]穿越工程影响下既有地铁隧道变形监测与分析[D]. 邱冬炜.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]沉管隧道贯通测量导线精度分析[D]. 张基智.西南交通大学 2017
[2]基于三维激光扫描的桥梁检测技术应用研究[D]. 卢颖.吉林大学 2017
[3]地铁隧道海量点云管理与系统设计研究[D]. 于安斌.武汉大学 2017
[4]地铁隧道激光扫描检测小车的研究与开发[D]. 魏楚文.武汉大学 2017
[5]地面三维激光点云数据的滑坡变形分析与预测研究[D]. 宁德怀.昆明理工大学 2017
[6]基于视觉辅助的隧道变形监测系统研究[D]. 甘创.浙江大学 2017
[7]地铁盾构隧道激光扫描海量数据处理及应用研究[D]. 陈明安.北京交通大学 2016
[8]近景摄影测量技术与三维激光扫描技术在隧道变形监测中的应用研究[D]. 徐贺.吉林建筑大学 2016
[9]基于三维激光扫描数据隧道变形信息提取[D]. 李祖来.西南交通大学 2016
[10]三维激光扫描技术在隧道工程检测中的应用[D]. 袁凤祥.成都理工大学 2016
本文编号：2972863
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