基于MDP算法的隧道断面变形监测

传统的隧道变形监测方法虽然精度较高,但获取的数据过于离散和稀疏。随着激光技术的不断发展,采用三维激光扫描技术进行隧道的变形监测已成为行业发展趋势。笔者基于三维激光扫描技术对隧道进行变形监测,提取隧道断面点云数据后运用MDP算法计算隧道断面变形量,并与全站仪测量结果、现有点云数据处理软件计算结果进行对比,验证了采用MDP算法计算隧道断面变形的可行性。     

三维激光扫描技术在地铁变形监测中的应用研究

由于原有的地铁变形监测技术仅局限于单点数据的获取,无法反映地铁隧道整体形变特点,为此要引入更加先进的三维激光扫描技术和方法,利用其环境影响小、表达对象细节信息能力强的优势,进行地铁隧道变形数据的采集、点云预处理,以地铁隧道中轴线为基准,采用基于椭圆柱面模型的点云滤波方法,利用椭圆柱面拟合方法对地铁隧道中轴线分割区域进行滤噪,并进行地铁隧道的形变分析,进行地铁隧道区域空间变化信息的精准表达。     

电缆隧道切片点云的自动提取及几何参数分析

针对基准面与隧道内壁点云法向量及地面的关系,提出了自动提取隧道内壁切片点云数据算法。该算法利用三维激光扫描的隧道内壁点云数据进行法向量的解算,根据正交整体最小二乘进行隧道地面的拟合,利用基准面与地平面垂直及基准面与内壁点云法向量平行的关系进行最佳基准面的搜索,通过搜索到的基准面进行切片点云的提取。通过该算法可以在无标靶情况下自动获取切片点云。通过切片可以计算隧道内部的重心、重心距及重心到顶面的距离等几何参数,利用计算的几何参数可以随时监视隧道内壁的变化状况。对不同时期的隧道切片进行对比分析便可实现不同地段隧道的变形情况。     

基于三维激光扫描的隧道收敛分析

快速准确全面地获取对象的空间信息是三维激光扫描技术的特点。本文基于三维激光扫描技术快速地采集盾构隧道的点云数据,并对其分割生成切片,提出一种多点坐标平差计算圆心的方法求取切片圆心和半径,分析隧道的收敛变化。最终通过实例证明了该方法的可行性和准确性。     

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。     

基于激光点云直接比较算法的边坡变形监测技术研究

 利用三维地面激光扫描技术进行边坡变形监测亟需解决多期激光点云数据的比较问题。通过对Hausdorff距离算法的改进,提出基于八叉树结构的点云与点云的精细直接比较算法,实现变形区域多个点云数据的自动比较,减少人工干预,大大提高变形区域激光点云处理效率。基于上述理论和八叉树结构的点云分块管理和存储方法,开发三维可视化激光点云数据处理分析软件LPCP。将该软件应用于阎家沟滑坡的变形监测分析中,经过与固定点监测数据、DEM分析成果和典型断面的激光点云数据的对比验证分析,发现采用点云精细比较算法计算得到的变形区域和位移量准确,计算效率较高。该方法可以推广应用于各种变形的精细比较分析,大大拓宽了激光扫描技术在高精度变形监测中的应用范围。     

基于地面三维激光扫描技术的隧道全断面变形测量方法

采用地面三维激光扫描技术测量隧道全断面变形,解决数据采集和数据处理两大方面的问题。数据采集方面,为兼顾数据采集的精度与效率,通过几何分析方法对关键的扫描参数进行优化,给出测站间距和扫描分辨率的最佳取值。讨论隧道内多个测站数据的拼接方法以及不同标靶布设方式对拼接精度的影响,建议采用全局拼接方案以减少误差。数据处理方面,由于地面三维激光扫描的原始数据(称为“点云”)不能直观地表示隧道的变形,因此提出基于点云的隧道三维建模算法,使隧道变形可视化。该算法联合采用圆柱面拟合与椭圆拟合进行点云建模,并运用误差分布统计规律进行点云降噪。通过与全站仪的精度比较试验,验证地面三维激光扫描技术在隧道变形测量中的可靠性,利用隧道三维建模算法得到的变形量与全站仪的测量结果相差在2 mm以内。最后,介绍上海西藏路电力隧道以及上海长江西路越江隧道2个工程案例,第一个案例给出单空间隧道中的数据采集和数据处理的全过程及隧道变形结果,第二个案例介绍多空间隧道中的测站及标靶的布设方法。     

基于三维激光的隧道变形监测方法探究

针对传统隧道变形监测方法效率较低,文章采用三维激光扫描的方法对施工中的地铁隧道进行变形监测与分析。三维激光扫描相比于传统的监测手段,能够获得海量的原始点云数据,获取更为完整的隧道信息,处理手段更加高效。实验结果表明,三维激光技术完全可以应用于隧道监测,且作业效率更高。     

基于激光扫描的盾构隧道断面提取与变形研究

将三维激光扫描技术应用于盾构隧道变形监测中,提出了一种盾构隧道断面连续提取以及变形分析的方法。首先对拼接完成的点云数据利用随机采样一致性算法提取隧道局部中轴线,基于中轴线对隧道姿态进行调整以截取隧道断面,然后通过聚类去噪算法,基于点到中轴线的距离和灰度值对断面点云进行去噪处理,最后对批量预处理后的点云数据采用椭圆拟合算法获取隧道相对变形信息,提取各断面收敛变形信息,同时基于断面各点变形值生成三维变形云图。采用徕卡Scanstation c10获取上海地铁10号线隧道点云数据,实验证明本文所提出的方法在隧道断面变形监测方面具有实践意义,变形监测精度满足工程需求。     

三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用

在传统的地铁隧道变形监测中,测量机器人因为测量精度高且能实现监测数据实时获取,在地铁自动化监测领域得到了很好的应用和普及,但作为一种依赖监测点反映结构变形的监测手段,只能对布设有监测点的区域进行监测和预测结构的变形趋势,无法发现和掌握没有布设监测点的区域的变形情况。为了解决这种监测方法的不足和掌握地铁隧道的整体变形情况,引入三维激光扫描技术,对地铁隧道进行三维激光扫描得到隧道的点云数据文件,通过将点云拼接、计算获得隧道水平收敛值,与自动化监测数据互补,综合评估隧道结构的变形情况,在地铁隧道变形监测领域有一定的现实意义。     

基于EPS2008的地面三维激光扫描技术在隧道测量中应用研究

基于地面三维激光扫描新技术研究与运用,以科技促进发展为目的,通过对隧道测量内容、隧道地物要素分布特征的研究,结合三维激光扫描技术特点,提出了地面三维激光扫描技术在隧道测量中的作业方法及流程;基于EPS2008二次开发技术研究隧道点云特征数据提取方法,实现了基于隧道底面模型的激光点云特征数据提取。     

不同扫描参数、光照条件对三维激光扫描精度的影响研究

本文提出将三维激光扫描技术应用于变形监测领域,由点云变形计算原理可发现点云密度会对扫描精度造成影响,而光照条件则决定了三维扫描技术的应用场景.基于Trimble TX-8型三维激光扫描仪,通过模拟扫描对象的不同变形状态,系统研究了扫描等级和光照条件对扫描精度的影响,为三维激光扫描技术在变形监测领域的应用打下基础.     

地铁隧道横向变形的激光扫描检测方法及应用

随着城市轨道交通运营里程数的快速增长,作为一种典型病害的地铁盾构隧道结构横向变形亟需快速精准的检测方法。传统检测方法大多采用人工操作全站仪的方式进行检测,具有成本高、效率低等不足。移动激光扫描是一种通过快速采集高精度、高密度的点云数据来检测盾构隧道结构变形的新型技术,与传统检测方法相比具有显著优势。基于该技术,本文提出一种针对地铁盾构隧道横向变形的快速检测方法。该方法通过圆柱拟合与空间投影提取横断面,建立修正强度模型并进行噪声剔除,实现隧道横向变形的计算和统计。研究表明:该方法能有效地提取隧道横断面数据,准确地剔除管道、支架等干扰物噪声;与传统检测结果相比,该方法的误差在2 mm以内,验证了该方法在地铁隧道衬砌结构的横向变形检测中具备较高的准确性及可靠性,能够满足实际工程需要。     

基于三维激光扫描技术的病害隧道监测

现有病害隧道测量方法,存在费时、费力、精度低和连续性差等问题,利用三维激光扫描技术可有效解决这些弊端。于2009年和2010年利用三维激光扫描技术进行了2次现场扫描,通过点云数据预处理和拼接等步骤获得了华蓥山隧道的点云模型。随后利用点云模型,进行了路面破损测量和隧道变形监测。测量结果显示,2010年较2009年,路面裂缝地表最大宽度增大0.009 m,到达0.045 m,裂缝发育长度和密度有所降低;隧道净高增加0.030 9 m～0.322 7 m,平均为0.179 5 m,隧道净宽增加0.021 8 m～0.058 6 m,平均为0.039 5 m。     

基于三维激光扫描测量技术的井架变形观测

本文基于三维激光扫描测量技术,应用Trimble GX 200地面三维激光扫描仪对山东某矿井架进行了多次井架点云数据采集。首先设计了扫描方案,对获取的点云数据滤波去噪处理并进行了扫描精度检验,其次用目标板的中心拟合坐标分析了井架的垂直变形,最后通过平面拟合方程分析了井架倾斜变形。结果显示相对于传统测量方法,三维激光扫描仪获取大量点云数据能较好地分析井架整体的变形,为矿山井架安全量测提供一种高效、高精度应用方法。     

激光扫描技术在建筑变形监测中的研究

文章介绍了激光扫描技术应用于建筑变形监测领域的意义,综述了激光扫描技术在建筑变形监测中研究应用情况.以宁波市规划大厦变形监测为例,介绍了高程和平面控制网建设及精度控制成果,探讨了兼顾激光扫描仪精度和效率的最佳布站距离,利用高精度全站仪验证了激光扫描仪实测数据的精度,对比分析了前后两期激光点云数据,论证了激光扫描技术在建筑变形监测中应用的可行性。     

基于激光扫描的隧道超欠挖量检测方法

隧道超欠挖检测是爆破成型质量评估的重要内容,对保障施工安全极为重要.针对施工过程的爆破隧道截面特点,提出了基于激光扫描的隧道超欠挖量检测方法.以二维激光扫描仪和车载云台为主搭建三维扫描装置,利用该装置通过多点设站采集整个隧道的三维点云数据并将其转换到同一大地坐标系下,计算隧道中轴线并提取隧道截面,检测隧道截面的超挖区域...