三维激光扫描仪在隧道方面应用
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三维数据（北京）世界处理中心有丰富实践经验 的专业工程师支持 国内、国际高等院校及科研人员的理论设计及技 术支持
三维数据（北京）世界处理
中心的服务
项目技术咨询 三维工程项目的专业技术设计和项目设计 外业数据采集 地面三维激光扫描点云数据采集 控制点数据采集 纹理数据采集 人文信息采集等等 内业数据处理 海量多视点云配准 点云数据预处理 多源数据混合建模 高保真纹理处理 几何模型与纹理高精度配准 彩色三维模型多分辨率表现等等
三维数据（北京）世界处理
中心的服务
专业人员培训 技术流程培训 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
源自文库
www.haoyuworld.com
随机软件Scene软件处理数据
第六步: 清扫后的点云, 纯隧道数据 – 三维视图
随机软件Scene软件处理数据
第七步: 连续5站的扫描 – 3D视图
用RRT软件处理
第八步: 导入数据到 专用的隧道软件RR-Tunnel
根据FARO LS 格式导入滤镜子
用RRT软件处理
第九步: 统一扫描点的分辨率
产品概述 工作原理
扫描速度快
高点云密度 相位式 相位式特点 高精度
扫描距离短
工作流程
发射正弦波到 物体 接收物体反射 激光 计算光波回射 时间与相对位 置
技术优势：
1. 非接触测量 2. 数据采样率高
3. 主动发射扫描光源 4. 高分辨率、高精度
5. 数据化采集、兼容性好 6.某一指定点进行测量从而精确获取其坐标
随机软件Scene5.0
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 支持ATSM 仪扫描的数据
主要功能
Webshare 共享
格式
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
隧道测量的标准化流程
项目案例
公路项目的验收
常用附件
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
在所有的设备和参考球 的高度，调成一致！
开始测量
第一步: 预备, 勘测脚架和参考控制点
第二步: 参考球取代棱镜
随机软件Scene软件处理数据
第三步: 利用固定控制参考点实现配准拼接
北京浩宇测绘科技发展有限公司
www.haoyuworld.com
王锋华 2012年7月
目录
1 2 3 4
公司简介 产品技术概述
项目案例
服务团队
公司简介
1 2
3 4
经营理念 核心业务 核心产品
公司结构
经营理念
企业文化
• 浩宇测绘理念
诚信铸造伟业
创新赢得未来
•浩宇测绘使命
推动三维实景(扫描)技术在中国的广泛应用
定义点距，统一点云的分辨率
用RRT软件处理
第十步: 在RR-Tunnel中的点云
用RRT软件处理
隧道计算结果
根据之前的设置， 计算实测断面 实测与设计断面轮 廓之间的偏差立即 显示出来
用RRT软件处理
用RRT软件处理
断面上标注数值
用RRT软件处理
自动输出AutoCAD 的*.dwg格式
用RRT软件处理
FARO
TMS
有 有 无 无 有 无 无 无 有 无 无 有（直接）
有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有（点云导入后）
使用三维激光扫描系统：
效率较高 覆盖的范围比较全面 检查的准确度比较高（25m之内+/-2mm）
可以掌握隧道状态劣化动态信息的掌握 使用方便，测量不受检查人员技术水平限制。
公司业务
三维产业 三维激光扫描仪销售 核心业务 三维数字化项目
三维软件研发
公司产品
精度最高 HANDYSCAN
效率最高FARO FOCUS 3D
GEOMAGIC 逆向及检测
三维大家庭
自主知识产权 纹理映射软件 PIGMENT
4亿7仟3佰万像素 FODIS 全景相机
公司结构
三维数据（北京）世界处理中心 三位事业核心发展部 产品批发部 技术研发部 测绘工程部 高铁分院
用RRT软件处理
将点云数据的三维 坐标数据导入到全 站仪中，全站仪可 以用可见激光指示 这些点。
限制区内点的三维 数据被输出到全自 动的隧道施工机械 中，并指导正确施 工
用RRT软件处理
轮廓偏差的三维视图
三维技术服务团队
Creaform公司全天候24小时技术支持
浩宇技术工程师及专业销售顾问技术支持
•浩宇测绘愿景
成为中国三维核心技术的领导者
•浩宇测绘精神
诚信 创新 专业 执行
浩宇测绘——五之最
1
2 3 4 5
是国内引进成熟三维激光扫描仪产品最早的企业之一 三维中心是国内最早专门从事三维工程且技术成熟、 方案可执行性强的部门 是世界上最快捷的手持式三维扫描仪CREAFORM中国区 的总代理 是最高效的FARO激光扫描仪在大陆区18个行业总代理 是世界上应用最多的逆向及检测软件GEOMAGIC中国区 的代理
用三维激光扫描仪得 出的清晰轮廓对比图
放大的对比轮廓线
两种方法的效率
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！
FARO 与 TMS 隧道 扫描的软件对比
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
可利用信息: 脚架上的扫描数据点 脚架上的参考球
内建倾角探测器
随机软件Scene软件处理数据
第四步: 固定点的配准
优势:
- 在现场耗时是原来的¼ - 后续处理时间只需原来的 ¼ - 精确度的提高
随机软件Scene软件处理数据
第五步: 过滤器和点云数据稀释
优势: - 内存消耗减少16倍 - 噪声减少4倍
隧道模型的三维视图
用RRT软件处理
隧道体积和表面积的计算结果报告
自动计算如下: 理论体积 实际体积 过挖体积 欠挖体积 理论表面 实际表面 - … 计算单位由用户定义
用RRT软件处理
限制区内的欠挖点
用RRT软件处理
限制区内的扫描点
用RRT软件处理
限制区内的扫描点, 导出数据格式
所有在界限内（或 外）的扫描点可被 输出为坐标列表
数据加工
加载扫描数据
数据导出
其它点云处理软件
将数据置入Scene5.0
点云去噪，多站拼接， 附色
Webshare数据共享
隧道工程中的典型测量问题
掌子面的测量以及 岩层结构分析
开挖土方量计算
开挖隧洞壁平整度分析
主要问题
隧洞的断面分析
喷浆厚度分析
超欠挖分析 隧道掘进方向校验
隧道工程监控
三维激光扫描法与 传统TMS方法对比
三维数据（北京）世界处理
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项目技术咨询 三维工程项目的专业技术设计和项目设计 外业数据采集 地面三维激光扫描点云数据采集 控制点数据采集 纹理数据采集 人文信息采集等等 内业数据处理 海量多视点云配准 点云数据预处理 多源数据混合建模 高保真纹理处理 几何模型与纹理高精度配准 彩色三维模型多分辨率表现等等
三维数据（北京）世界处理
中心的服务
专业人员培训 技术流程培训 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
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随机软件Scene软件处理数据
第六步: 清扫后的点云, 纯隧道数据 – 三维视图
随机软件Scene软件处理数据
第七步: 连续5站的扫描 – 3D视图
用RRT软件处理
第八步: 导入数据到 专用的隧道软件RR-Tunnel
根据FARO LS 格式导入滤镜子
用RRT软件处理
第九步: 统一扫描点的分辨率
产品概述 工作原理
扫描速度快
高点云密度 相位式 相位式特点 高精度
扫描距离短
工作流程
发射正弦波到 物体 接收物体反射 激光 计算光波回射 时间与相对位 置
技术优势：
1. 非接触测量 2. 数据采样率高
3. 主动发射扫描光源 4. 高分辨率、高精度
5. 数据化采集、兼容性好 6.某一指定点进行测量从而精确获取其坐标
随机软件Scene5.0
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 支持ATSM 仪扫描的数据
主要功能
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格式
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
隧道测量的标准化流程
项目案例
公路项目的验收
常用附件
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
在所有的设备和参考球 的高度，调成一致！
开始测量
第一步: 预备, 勘测脚架和参考控制点
第二步: 参考球取代棱镜
随机软件Scene软件处理数据
第三步: 利用固定控制参考点实现配准拼接
北京浩宇测绘科技发展有限公司
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王锋华 2012年7月
目录
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公司简介 产品技术概述
项目案例
服务团队
公司简介
1 2
3 4
经营理念 核心业务 核心产品
公司结构
经营理念
企业文化
• 浩宇测绘理念
诚信铸造伟业
创新赢得未来
•浩宇测绘使命
推动三维实景(扫描)技术在中国的广泛应用
定义点距，统一点云的分辨率
用RRT软件处理
第十步: 在RR-Tunnel中的点云
用RRT软件处理
隧道计算结果
根据之前的设置， 计算实测断面 实测与设计断面轮 廓之间的偏差立即 显示出来
用RRT软件处理
用RRT软件处理
断面上标注数值
用RRT软件处理
自动输出AutoCAD 的*.dwg格式
用RRT软件处理
FARO
TMS
有 有 无 无 有 无 无 无 有 无 无 有（直接）
有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有（点云导入后）
使用三维激光扫描系统：
效率较高 覆盖的范围比较全面 检查的准确度比较高（25m之内+/-2mm）
可以掌握隧道状态劣化动态信息的掌握 使用方便，测量不受检查人员技术水平限制。
公司业务
三维产业 三维激光扫描仪销售 核心业务 三维数字化项目
三维软件研发
公司产品
精度最高 HANDYSCAN
效率最高FARO FOCUS 3D
GEOMAGIC 逆向及检测
三维大家庭
自主知识产权 纹理映射软件 PIGMENT
4亿7仟3佰万像素 FODIS 全景相机
公司结构
三维数据（北京）世界处理中心 三位事业核心发展部 产品批发部 技术研发部 测绘工程部 高铁分院
用RRT软件处理
将点云数据的三维 坐标数据导入到全 站仪中，全站仪可 以用可见激光指示 这些点。
限制区内点的三维 数据被输出到全自 动的隧道施工机械 中，并指导正确施 工
用RRT软件处理
轮廓偏差的三维视图
三维技术服务团队
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•浩宇测绘愿景
成为中国三维核心技术的领导者
•浩宇测绘精神
诚信 创新 专业 执行
浩宇测绘——五之最
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是国内引进成熟三维激光扫描仪产品最早的企业之一 三维中心是国内最早专门从事三维工程且技术成熟、 方案可执行性强的部门 是世界上最快捷的手持式三维扫描仪CREAFORM中国区 的总代理 是最高效的FARO激光扫描仪在大陆区18个行业总代理 是世界上应用最多的逆向及检测软件GEOMAGIC中国区 的代理
用三维激光扫描仪得 出的清晰轮廓对比图
放大的对比轮廓线
两种方法的效率
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！
FARO 与 TMS 隧道 扫描的软件对比
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
可利用信息: 脚架上的扫描数据点 脚架上的参考球
内建倾角探测器
随机软件Scene软件处理数据
第四步: 固定点的配准
优势:
- 在现场耗时是原来的¼ - 后续处理时间只需原来的 ¼ - 精确度的提高
随机软件Scene软件处理数据
第五步: 过滤器和点云数据稀释
优势: - 内存消耗减少16倍 - 噪声减少4倍
隧道模型的三维视图
用RRT软件处理
隧道体积和表面积的计算结果报告
自动计算如下: 理论体积 实际体积 过挖体积 欠挖体积 理论表面 实际表面 - … 计算单位由用户定义
用RRT软件处理
限制区内的欠挖点
用RRT软件处理
限制区内的扫描点
用RRT软件处理
限制区内的扫描点, 导出数据格式
所有在界限内（或 外）的扫描点可被 输出为坐标列表
数据加工
加载扫描数据
数据导出
其它点云处理软件
将数据置入Scene5.0
点云去噪，多站拼接， 附色
Webshare数据共享
隧道工程中的典型测量问题
掌子面的测量以及 岩层结构分析
开挖土方量计算
开挖隧洞壁平整度分析
主要问题
隧洞的断面分析
喷浆厚度分析
超欠挖分析 隧道掘进方向校验
隧道工程监控
三维激光扫描法与 传统TMS方法对比