隧道三维激光扫描系统的方案共67页
三维激光扫描仪在隧道方面应用 ppt课件
质量管理体系培训 软件培训（VXelements、Geomagic、Maya、3Ds Max、 Galaxy_Eye、ZB、PS、AE、VR等）
设备租赁 地面三维激光扫描仪，高精度手持式扫描仪等
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
耗时（分钟）
300 250
200 150 100
50
0 TMS方法
三维激光测量方法
从4小时到4分钟，极大提高测量效率！
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
软件比较
• 复杂隧道表征 • 处理复杂的断面 • 局部断面处理 • 隧道外形的三角网格化 • 基本的体积计算 • 表面积计算 • 喷浆设计 (喷浆模式) • 纵向等高线 • 隧道轮廓线偏离计算 • 标示点云（比如，过挖点云） • 可视化三维隧道 • 根据点云得出断面
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
点云数据处理
最基本的功能，多 站拼接，点云附色 ，查看等
意味着市场上所有点
云处理软件都可以处
理Faro三维激光扫描 仪扫描的数据
支持ATSM
格式
主要功能
Webshare 共享
数据共享，使远方的 同事也可以第一时间 看到工作现场
Scene5.0应用流程
原始数据
扫描仪完成扫描 将数据置入Scene5.0
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
项目案例
公路项目的验收
三维激光扫描仪在隧道方面 应用
2 个 200mm直径的靶球 3 个三抓支架 1 个等高度的棱镜 高度和直径都经过严格检验
脚架和参考控制点
三维激光扫描仪在隧道方面应用
三维激光扫描仪在隧道方面应用
《Z+F三维激光扫描仪在隧道施工中的应用》培训讲稿
背景
预计2020年上海地铁网路总规 模可达877公里。
背景
早期监测方式
1.设备：收敛计、全站仪、水准仪 2.原理：测定监测点坐标，计算水平收敛 3.方法：布点，测量，数据对比，图表分析 4.精度： 1mm至10mm不等
背景
存在的问题
1.只能单点测量，需要采集大量数据； 2.需要严格对中整平，误差风险增大； 3.需要多测回才能提高精度，效率不高； 4.免棱镜测量精度较低。
断面图、精度报告
隧道工程
• 数据后处理采用第三方软件3D Resharper，此软件是一款专门处理 3D点云数据的软件。软件解决方案 覆盖了所有的点云、3D网格、曲面 重建、监测、检测及逆向工程等方 面。在隧道方面的应用可根据隧道 的扫描数据自动拟合出地铁隧道的 中轴线。
隧道工程
• 横断面数据可清晰反映各个区域的变形 量，方便分析和评估变形带来的安全隐 患。同时对于施工工程，也可以反映出 欠开挖和超开挖情况，更好地指挥现场 施工。隧道的断面数据同时可以生成专 属的报告，以数字形式表现，同时也可 以用图表反映出隧道的形变量值。
第一台三维扫描仪
Scene Modeller
LSR Kamera
第一台静态扫描仪
产品体系
5006EX
9012
5006h
5010
旗舰版 5010C
产品特点
高效
扫描速率：101万点/秒（Max） 快速热启动
产品特点
精准
分辨率：0.1毫米 精度：0.3毫米（10米，80%）
产品特点
安全
激光等级：1级安全激光
1.基于点云提取中心线 心线。
2.通过点云自动构建网格，提取中
隧道成果
隧道施工过程中，严重的超欠挖将影响隧道的施工成本和其长期安全稳定。因此对超欠挖的 控制对隧道施工同样意义重大，3DReshaper可将隧道的三维数据快速构建mesh网格，用生 成的网格与设计数据进行比对，获得实际施工超欠挖体积与设计体积的偏差，获得的数据可 以作为施工检测的依据或依照检测数据调整施工方案节省施工成本。
基于三维激光扫描技术的隧道检测技术研究
实验结果
实验结果
通过对比实验，我们发现采用三维激光扫描技术检测高铁隧道平整度的效果 明显优于传统方法。三维激光扫描技术可以快速准确地获取隧道表面的三维坐标 数据，精度高达毫米级别，而且不需要接触被测物体，不会对隧道表面造成损伤。 相比之下，传统方法效率低下，精度也不高，无法满足现代高铁建设的需求。
应用场景
1、初期验收
1、初期验收
在高铁隧道建设完成后，需要进行初期验收，对隧道的平整度进行检测。采 用三维激光扫描技术，可以对整个隧道进行高精度、高效率的测量，获取隧道表 面的三维坐标数据，再通过专业软件进行处理和后处理，最终得到隧道的平整度 情况。这样可以快速准确地发现问题并进行处理，确保隧道的平整度符合设计要 求。
实验讨论
3、高自动化：三维激光扫描技术结合计算机技术可以实现自动化的数据处理 和模型重建，减少了人为误差和劳动强度。
实验讨论
然而，在实际应用中，三维激光扫描技术仍存在一些不足之处：
实验讨论
1、对环境要求较高：隧道内环境复杂多变，可能会影响三维激光扫描的精度。 因此，需要对环境进行适当控制或采取补偿措施。
谢谢观看
基于三维激光扫描技术的隧道 检测技术研究
01 引言
03 技术原理
目录
02 研究现状 04 实验方法
05 实验结果
07 参考内容
目录
06 实验讨论
引言
引言
随着城市化进程的加快，地下空间的使用越来越广泛，隧道建设数量也逐年 增加。为了保证隧道的安全运行，隧道检测变得越来越重要。传统的隧道检测方 法主要依靠人工巡检和简单的仪器测量，不仅效率低下，而且精度难以保证。近 年来，三维激光扫描技术不断发展，其在隧道检测中的应用也日益广泛。本次演 示旨在探讨基于三维激光扫描技术的隧道检测技术，以期为相关研究提供参考。
隧道三维激光扫描系统方案
欧洲同类 变形、开裂、露筋
国内
变形、开裂、渗漏水、露筋、 通风、照度
亚洲 变形、开裂、露筋
激光+红外线
激光
高清相机+激光+红外
高清相机
全幅(360°)
全幅
半幅(除路面和边墙底部) 半幅(除路面和边墙底部)
0.2mm(3000000点/s)
0.3mm(1000000点/s)
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
任意部位横断面图
隧道衬砌表观图像 红外温度图像
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
■ 系统硬件及软件介绍
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
该检测系统硬件主要由四部分构成： 带电镜驱动和控制器的360度扫描头 两套同步数据采集和存储系统 配套改装运载车辆 辅助测量设备
0.2mm(2073600像素)
0.2mm
带三维坐标的图片 +红外温度图像
可以测量任意断面尺寸
带三维坐标的图片 可以
5km/h 需要(一遍)
2~3km/h 需要(一遍)
照片拼接 不可以 10~80km/h 不需要(两遍或三遍)
照片拼接
不可以（因为没有激光测 距功能）
10~80km/h（中途遇到慢 车或停顿怎么办？因为两 侧的速度要基本一致）
• 2014年后国内又引进了德国spacetec公司的 TS3型隧道三维激光红外车载检测系统，该 系统在重庆、广东、青海及陕西进行了应 用。
• 目前云南交科院、四川省设计院、广东华 路等单位均已确定购买这类新设备。
TS3型隧道三维激光扫描系统
三维激光扫描在隧道检测中的应用-地铁施工及运营安全交流会
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安伯格APM定位法——Profiler5003（右上） FARO扫描仪+APM定位基座 安伯格APM定位法——FARO Focus3D（右下） 快速进行高精度激光点云的绝对坐标快速定位 距离测站10米处的点位重复精度优于２mm
TunnelScan系统硬件配置
14
TunnelScan系统的硬件配置： Amberg Profiler5003+徕卡圆棱镜 Faro Focus 3D扫描仪+ APM定位基座 野外平板电脑可在现场生成断面分析报告 每次测量内业数据处理时间小于１５分钟
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Amberg集团公司的业绩
瑞士圣哥达隧道全长57km，目前世界最长隧道
最大埋深超过2000米，目前世界最大埋深隧道 目前隧道已经全部贯通，全部工程2015年完工
Amberg集团公司介绍
V-S-H- Hagerbach地下试验场：Hagerbach隧道全长近6km，是欧洲最 大的地下试验场，是许多地下施工方法与建筑材料和设备的国际实验室
自动生成各种分析报告: 超欠挖断面分析和方量报告 断面分析 断面收敛 侵界检测 隧道中心轴线 砌衬厚度、方量 激光雷达合成影像图 影像分析 渗水影像报告 裂缝影像报告 地质素描图 平整度分析报告 平整度 更加精确的方量报告 图形效果非常友好的报表
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TunnelScan – 激光雷达影像应用案例
对隧道检测数据中的激光点云数据进行裂缝识别与定位 根据裂缝的宽度与长度特征自动提取与定位 自动计算裂缝长度、宽度、里程号等
识别出裂缝位置、里程
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北京地铁6号线竣工验收扫描检测试验
TunnelScan – 激光雷达影像应用案例
应用3D激光扫描仪监控隧道围岩
应用3D激光扫描仪监控隧道围岩【摘要】3D激光扫描仪在隧道内的围岩监控量测；隧道的安全监测；工作流程及数据处理。
【关键词】三维激光扫描仪隧道围岩监控工作流程1 前言随着国内拉动内需政策的执行，铁路、高速公路、高速铁路、地铁等工程项目相继开工，随之而来的大批隐蔽工程正如火如荼的进行施工，安全问题越来越被列入最重要的施工问题。
隐蔽工程如隧道、地铁的开挖，围岩的稳定性、安全性成为施工安全隐患的根源。
如何安全、有效、便捷的控制隐蔽工程中围岩的稳定性、安全性的问题得到广泛关注。
传统的围岩量测是利用在洞壁上埋点，利用全站仪、水平仪、收敛仪等进行监控，不但耗费大量的人力、物力，占用过多的施工时间，而其埋在洞壁上的监控点很容易在施工中被破坏掉，导致之前的监控数据不能得以连续，变得没有意义，不能真正的控制围岩的变形，更给施工带来安全隐患。
3D激光扫描仪正好弥补了这方面的问题。
3D激光扫描技术原理是将实际的物体以点云的形式转换到电脑当中，用以进行编辑、测量、对比、实物建模等后续的数据处理工作。
单从围岩监控量测功能上来说，这台仪器完全运用一种逆向的思维工作流程。
隧道的掌子面开挖后，整个开挖面完全是不规则的形体，没办法将其真实的记录、监控。
传统的围岩监控量测办法是运用全站仪，在拱顶及边墙处埋点，通过每天观察预埋点的变化，来判断围岩的变化，这是以点盖面的错误理论。
3D激光扫描仪则是真实记录开挖后整个拱顶及边墙的实际数据，通过与上一次扫描结果的对比，整段围岩任意点的变化都将被显示，做到了真正意义上的围岩监测。
3D激光扫描仪的应用，为隐蔽工程的安全做到保驾护航！图一扫描仪配件图二现场扫描情况2 技术特点2.1作业程序时间短，工效高，不影响施工工序。
利用隧道放炮、出渣后，测量人员进行测量的时间，即可完成扫描工作。
2.2仪器设备简单，操作方便，无需埋点。
传统的围岩量测，是在隧道围岩上埋固定点，通过对固定点的测量，进而得出隧道围岩的变形情况，一旦固定点在施工过程中被破坏，围岩量测将无法进行，这给隧道的安全施工带来很大的风险和隐患，而且这是以点代面的理论，实际施工中有太多的例子可以供我们参考，往往围岩变形塌方的地方不在我们观测的固定点处。
维激光扫描在隧道检测中的应用-地铁施工及运营安全交流会
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结构检测与监测业务部
Amberg TMS Tunnelscan隧道检测系统
北京数联空间科技股份有限公司
TunnelScan隧道扫描测量系统
隧道全面检测最新技术
TunnelScan——隧道三维测量检测全面解决方案
自动生成各种分析报告:
▪ 超欠挖断面分析和方量报告 断面分析
▪ 断面收敛
▪ 侵界检测
▪ 隧道中心轴线
▪ 砌衬厚度、方量 ▪ 激光雷达合成影像图
影像分析
▪ 渗水影像报告
▪ 裂缝影像报告
▪ 地质素描图 ▪ 平整度分析报告 平整度
更加精确的方量报告
图形效果非常友好的报表 16
TunnelScan – 断面分析报告 自动进行各种断面分析报告
▪ 安伯格APM定位法——Profiler5003（右上） ▪ 安伯格APM定位法——FARO Focus3D（右下） FARO扫描仪+APM定位基座 ▪ 快速进行高精度激光点云的绝对坐标快速定位 ▪ 距离测站10米处的点位重复精度优于２mm
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TunnelScan系统硬件配置
TunnelScan系统的硬件配置： ▪ Amberg Profiler5003+徕卡圆棱镜 ▪ Faro Focus 3D扫描仪+ APM定位基座 ▪ 野外平板电脑可在现场生成断面分析报告 14 ▪ 每次测量内业数据处理时间小于１５分钟
▪ 超欠挖分析和控制 ▪ 砌衬厚度 ▪ 材料用量和工程量 ▪ 断面收敛变形 ▪ 规则断面几何中心 ▪ 线路侵界分析 ▪ 裂缝、渗水位置断面图显示
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隧道三维扫描数据的内业处理流程及用时
三维激光扫描仪解决方案
企业成长历程
2010年6月,公司注册成立，同年底 TW-Z100原理样机开发成功 2011年10月，TW-Z100工程样机开发成功，荣获“中国国际工业博览会创新奖” 2011年7月，创业项目获得“科技部科技型中小企业创新基金” 2011年10月，入选杭州市“雏鹰计划”企业 2012年10月，“高精度激光三维扫描仪产品开发”列入萧山区科技计划重大项目，项目编号：2012118 2012年10月，TW-Z100产品设计定型，实现产品销售突破 2013年7月，“长距离激光三维扫描仪产品开发”列入浙江省重大科技项目，项目编号：2013C01153 2013年10月，承担国家重大科学仪器设备开发专项“机载双频激光雷达产品开发和应用”项目产品工程化开发任务 2013年12月，通过ISO9000：2008质量体系认证 2014年10月，参加第三届中国创新创业大赛，荣获“优秀企业”奖 2014年12月，建立了地基产品小批量生产线
高效便捷全景三维点云数据分析处理26283dtwsmas专业的隧道点云分析软件提供全面的数字化隧道工程测量解决方案软件功能模块扫描控制模块点云拼接与预处理模块点云可视化模块点云数据处理系统特色与主要功能地下作业高效快捷海量点云数据的快速加载和索引建立快速完整全方位采集数据大幅度提高其工作效率点云模型的重建可视化管理点云模型支持各项数据分析方法减少不必要的劳动强度点云与cad数据分析对cad模型的导入与模型建立分析施工成果与设计指标的差距各项分析指标保存输出模型构建模块量测分析模块对比分析模块工程土方量计算剖切面分析变形分析超欠挖分析净空测量点云图设计模型构建模型断面线断面分析超欠挖分析2528顾客至上质量第一管理规范持续发展不断提高产品测量精
公司系列产品是在其中科院知识创新工程、国家“探月工程”和“863”科技成果基础上开发成功的。
隧道三维激光扫描系统
5km/h 需要(一遍) 公路、铁路、城市地铁 及轻轨 可进行病害发展对比
2~3km/h 需要(一遍) 公路、铁路、城市地铁 及轻轨 不能进行病害发展对比
10~80km/h 不需要(两遍或三遍) 公路 不能进行病害发展对比 TS3的优势：360°扫描、图片 更清晰、可对病害的发展进行 对比、安装更灵活，适用范围 更广。 TS3的弱点：速度相对较慢
理，便于分析数据的正确性，加
快工作进度。 三个同步记录频道：在一次记
录扫描下，TS3能生成一张隧道表
面像片、热影成像图片和断面尺 寸数据图片，允许进行计算机组
合，生成多种不同的分析结果。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
配套改装运载车辆
最大的灵活性 TS3隧道扫描仪能安装在任何只要 有足够安放扫描仪和操作平台的空间， 且能提供相应载重能力的运输机车上。 这可以是像小型货车和小客车等公路交 通工具，也可以是任何能描述的轨道车 辆。这使得扫描系统可适用于任何应用， 不管是公路、铁路还是城市轻轨地铁隧 道，也可适用于能源隧道和水工隧道。
方法，运用非接触测量技术对隧道外观质量如衬砌裂缝、 露筋、渗漏水等进行检测，其使用的测量介质为激光和红 外线。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
任意部位横断面图
隧道衬砌表观图像 红外温度图像
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
■
系统硬件及软件介绍
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
定期检查现状：
目前绝大多数隧道定期检测采用传统 的人工+高空作业台车方式；很多定检均 是由私人挂靠在做检测，基本都是流于 形式，甚至根本就没有做检测，导致业 主极为不满，使得检测价格就像以前的 监理业务一样越做越低，所以，传统的 检测方式最终会被全部淘汰。
三维激光扫描在隧道检测中的应用_地铁施工与运营安全交流会
Amberg集团公司的业绩
瑞士圣哥达隧道全长57km，目前世界最长隧道 最大埋深超过2000米，目前世界最大埋深隧道 目前隧道已经全部贯通，全部工程2015年完工
Amberg集团公司介绍
V-S-H- Hagerbach地下试验场：Hagerbach隧道全长近6km，是欧洲最 大的地下试验场，是许多地下施工方法与建筑材料和设备的国际实验室
•杭州地铁1号线杭州东站强险段管片横向变形 •最大处的横向变形达到10cm（4环） •TunnelScan的快速、自动化解决方案发挥优势，外业4小时检测500米，内业2天出报告 •隧道扫描全面高密度检测的优势充分发挥，找到最大变形和精确定位变形区域
里程 23248.398 23252.002 23256.801 23260.398 23263.201 23265.602 23269.994 23273.598 23277.203 23280.807 23284.400 23287.998 23291.601 23295.199 23298.801 23302.395 23306.199 23309.801 23313.400 23317.000 23321.801 23325.400 23329.000 23333.803 23337.398 23341.002 23344.600 23349.400 23353.002 23356.606 23360.199 23364.197 23367.801 23371.398 23375.000 23379.801 23383.398 23386.998 23390.598 23397.799 23404.996 23409.805 23413.398 23416.994
▪ 施工和运营隧道精确和全面数字化，包括精细化断面和激光影像数据 ▪ 快速对隧道激光雷达检测数据进行自动化大批量处理 ▪ 隧道断面收敛、中心轴线、三维真实模型、侵界、裂缝、渗水等检测
三维激光扫描仪在隧道方面应用
检测隧道裂缝
通过高精度的点云数据，可以发现隧道表面的微小裂缝，及时采取措施进行修 补，防止裂缝扩大对结构造成更大的影响。
隧道内部设施管理
设施位置定位
三维激光扫描仪能够获取隧道内部设施的三维坐标数据，帮助管理人员准确定位 设施的位置，提高设施维护和管理的效率。
03
隧道施工工艺优化
利用三维激光扫描仪对已建成的隧道进行扫描，获取隧道内部的实际结
构数据，与设计图纸进行对比，可以发现施工工艺中存在的问题，进一
步优化施工工艺。
隧道安全监测与维护
隧道变形监测
通过定期对隧道进行三维激光扫描， 可以监测隧道的变形情况，及时发现 和预防隧道塌方等安全事故。
隧道病害检测
利用三维激光扫描仪的高精度测量优 势，可以发现隧道内部的细微病害， 如裂缝、渗漏等，为隧道的维护和修 复提供依据。
三维激光扫描仪在隧道方面应用
$number {01}
目 录
• 三维激光扫描仪简介 • 三维激光扫描仪在隧道建设中的
应用 • 三维激光扫描仪在隧道维护中的
应用 • 三维激光扫描仪在隧道科研中的
应用
目 录
• 三维激光扫描仪在隧道应用中的 挑战与解决方案
• 三维激光扫描仪在隧道应用案例 分析
01
三维激光扫描仪简介
隧道施工监控
施工进度监控
通过实时扫描隧道施工区域，获取施工进度数据，与施工计划进行对比，监控施工进度。
施工安全监控
对隧道施工过程中的危险源进行实时监测，及时发现安全隐患，保障施工安全。
三维激光扫描检测隧道净空施工工法(2)
三维激光扫描检测隧道净空施工工法三维激光扫描检测隧道净空施工工法一、前言隧道净空施工是隧道工程中的重要环节之一，为确保隧道的稳定性和安全性，需要对施工过程进行精准监测和控制。
传统的隧道净空施工工法通常依赖于人工测量和观察，存在效率低下、准确性不高等问题。
而三维激光扫描检测隧道净空施工工法通过引入激光扫描技术，可以实现对施工过程的精确监测和实时控制，为隧道工程提供了更高效、更准确的解决方案。
二、工法特点三维激光扫描检测隧道净空施工工法具有以下几个特点：1. 高效精确：采用激光扫描仪对隧道净空进行全方位、高密度的扫描，可以快速获取隧道表面的三维点云数据，并提供高精度的模型重建和量化分析。
2. 实时监测：激光扫描仪可实现实时数据采集和传输，利用云计算和物联网技术，可以将数据传输到远程监测中心，实时监控隧道净空施工过程。
3. 可视化展示：通过对三维点云数据的处理和渲染，可以生成真实感的隧道模型，并对其进行可视化展示，便于施工人员和管理人员直观地了解隧道净空的实际情况。
4. 高度自动化：由于采用了激光扫描技术，减少了人工测量和观察的工作量，提高了工作效率，减少了工人的劳动强度。
三、适应范围三维激光扫描检测隧道净空施工工法适用于各类隧道净空施工，包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道等。
无论是施工新隧道还是进行老隧道的检修和加固，都可以采用该工法进行准确监测。
四、工艺原理三维激光扫描检测隧道净空施工工法通过将激光扫描仪安装在隧道内的固定位置上，利用其发射的激光束在隧道内进行扫描，获取隧道表面的点云数据。
然后，通过对点云数据的处理和分析，生成隧道的三维模型，并进行空间分析和量化分析。
施工人员可以通过对模型的可视化展示，直观地了解隧道净空的实际情况，并根据实时监测的数据对施工过程进行精确控制。
五、施工工艺1、准备工作：确定激光扫描仪的安装位置，安装固定支架，并校准仪器。
对需要施工的隧道进行表面清理和处理，确保扫描的质量和准确性。
三维激光扫描技术在隧道检测中的应用
所谓三维激光扫描技术就是利用激光器和三维扫描仪共同
和监测岩石的方法工作量大、效率低、隐患大。三维激光扫描技 作用产生的结果，其原理就是激光器首先发出激光信号到待需要
术具有较高的采样率，能够准确快速地对物体的真实形状做出响 扫描的物体表面，三维扫描仪扫描物体上的反射情况，然后激光
应，从而准确地表达隧道内受试者真实、复杂的情况。针对隧道 信号沿着原来位置返回到接收端，于是依据反射回来的信号计算
构出现纵向裂缝，且裂缝宽度小于 ０．２ｍｍ的裂缝，可以使用灌浆 进行处理；对于大于 ０．２ｍｍ的裂缝，要对其进行加固维修。 参考文献： ［１］ 成进科，郑木莲，王 涛，等．浅析短路基差异沉降桥头跳车
病害及其防治措施［Ｊ］．公路交通科技（应用技术版），２０１４ （１１）：８７９０． ［２］ 郭建博，杨 阳．湿陷性黄土地区高等级公路桥头跳车病害 成因分析及整治措施研究［Ｊ］．中国建材科技，２０１６（３）：８４ ８６． ［３］ 李晓燕，李奕武．汕汾高速公路运营期软基段桥头跳车治理 的探讨［Ｊ］．广东公路交通，２０１１（４）：３１３４． ［４］ 梁 广 豪．高 速 公 路 桥 头 跳 车 及 桥 梁 养 护 ［Ｊ］．山 西 建 筑， ２０１７，４３（１６）：１８８１８９．
第２０４４１卷８第年 ２８３期 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＡＶｕｏｌｇ．．４ ４２Ｎ０ｏ１．８２３ ·１８７·
文章编号：１００９６８２５（２０１８）２３０１８７０３
三维激光扫描技术在隧道检测中的应用
王海风
（山西省交通建设工程监理有限责任公司，山西 太原 ０３００１２）
Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｂｒｉｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｆｂｒｉｄｇｅａｂｕｔｍｅｎｔｊｕｍｐｓ
隧道三维激光扫描系统方案
• 目前云南交科院、四川省设计院、广东华 路等单位均已确定购买这类新设备。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
两大技术的对比
TS3型隧道三维激光扫描系统
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
动画演示软件Tudrive TuDrive软件不仅可使使用者对隧道进行三维动态可视化建 模，使隧道检测数据图形化后尽收眼底，而且还提供了许多其 它的有用的功能。
导航：TuDrive允许 使用者自由移动，例如 可以可变速度向前或向 后移动，或者移动到某 一确定点；可以分开或 同时并列显示可视化图 像或热感应图像；可以 预先设定图像的移动然 后再播放；还可以实时 显示变化曲线。
德国SPACETEC公司
隧道检测数据处理主要流程如下：
从原始数据分解为三通
道(表面图像、温度、
数据分解 几何尺寸)数据
数据过滤 去除奇异点(如漫反射)
纠正车辆行驶过程中发
利用温度记录板测量的
生的偏移、倾角变化等
数据修正记录的温度数
几何校正 导致的几何误差
温度校正 据，利于判断渗漏水等
从处理的图像中根据规
地理坐标：如果有隧道的地理 位置数据并且可参照国家坐标进 行变换，就可以将隧道实际地理 环境模拟显示。
TS3型隧道三维激光扫描系统
德国SPACETEC公司
高分辨率细节显示（图像放大） 对比度和亮度的显示变化 细节的三维展示及三维放缩 选择剖面为CAD程序输出DXF文件 选择剖面输出整齐对应的数值，如x/y值 带有可自由选择颜色和临界距离的净空图 轨迹位置的变化模拟 体积计算（例如，开裂体积，填充体积） 生成图像册的打印功能（连续打印功能）
三维激光扫描仪在隧道施工的应用
三维激光扫描仪在隧道施工的应用摘要：三维激光扫描仪扫面精度高、检测效率高、数字化程度高，本文结合张吉怀铁路鲁家庄隧道施工为例，介绍三维激光扫描技术在高铁隧道施工中的应用,为以后的高铁隧道超欠挖控制提供指导。
关键词：三维激光扫描；山岭隧道；超欠挖隧道施工中的超欠挖控制一直是隧道施工必不可少的控制环节，隧道超欠挖的控制好坏不仅直接影响到现场施工质量，更与施工单位的经济效益密不可分，及时的测量分析现场隧道超欠挖情况，控制超挖，节约成本的同时，杜绝因欠挖引起的二衬厚度不足等质量问题。
本文结合三维激光扫描仪在现场隧道施工中的应用情况，为以后的隧道超欠挖控制测量提供参考。
1三维扫描仪原理三维激光扫描是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。
三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。
根据其测量方式，三维扫描仪又可分为脉冲式和相位式。
2传统测量手段与三维激光扫描对比①传统测量采用全站仪对隧道开挖轮廓进行测量，获取的为单点数据，通过对数据分析与设计开挖轮廓作出对比，得出隧道的超欠挖情况。
由于受仪器和分析软件的限制，存在着工作量大，数据分析不全面，无法满足现有施工工艺要求，测量点位不密集，点位间隔过大，虽然所测点位未存在欠挖，但是点位间隔间存在的欠挖无法及时发现，从而而造成欠挖位置未能及时发现。
②三维激光扫描仪可连续、自动、快速的收集大量的目标物表面三维点数据，即点云（PointClouds），因此相较传统测量有许多优势，如1）数据获取速度快，实时性强；2）数据量大，精度高；3）主动性强，能全天候工作；4）全数字特性，信息传输、加工、表达容易。
它的工作过程实际上就是不断的数据采集和处理过程，通过具有一定分辨率的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物表面发的采集结果。
3三维激光扫描仪技术参数三维激光扫描仪通过发射的不可见激光束对物体表面进行快速测量，主要技术参数如下：方法：相位式扫描，单站最大扫描距离270m，最小射程：0.3m，线性误差：≤1mm，分辨率范围：0.1mm，数据采集速率：≤1.016.00Pixel/s[1]，数据扫描分辨率：垂直视场：320°，水平视野：360°，垂直分辨率：0.0004°，水平分辨率：0.0002°，双轴补偿器：分辨率0.001°测量范围：±0.5°，精度：＜0.007。