TMS隧道激光扫描检测系统
三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用
0 引言隧道变形监测作为地铁隧道安全工作中的重要环节，对于监测数据的及时、高效和准确有了越来越高的要求。
三维激光扫描技术是一种以激光测距方式快速获取大量测点三维坐标的测量技术，能够克服传统测量技术的局限性，获取更加全面的隧道变形信息[1]，并可在隧道照明条件下正常工作。
该技术数据采集效率高，完成每个测站的数据采集仅用时约5 min，较好地满足了运营地铁隧道一般只能在夜间较短时间内作业的要求。
多站点云数据拼接方法作为点云数据预处理步骤之一，对后续点云数据的分析和解释起到重要作用。
该方法主要分为手动匹配和软件匹配2种：手动匹配基于特征点混合拼接法，而自动匹配基于贴附标靶。
目前，应用较广泛的是Iterative Close Point（ICP）算法，是基于点信息的点云拼接算法之一，该算法由Besl等[2]和Chen [3]提出，通过最小二乘算法的最优匹配方法，对点云数据进行多次重复配准，确定数据中对应关系点集并计算最优刚体转换和平移参数，迭代计算直至满足某个设定的误差收敛，经国内外许多学者的研究和改进，已成为3D点云匹配中的最经典的算法之一。
在已有理论基础上，通过对深圳市轨道交通2号线某隧道自动化监测红色报警区域进行三维激光扫描，得到该区域的6站点云数据，经ICP算法配准，得到6个测站的整体拼接数据，根据拼接后的数据计算各环片椭圆度变形值，与自动化监测数据对比，达到复核及补充监测的效果。
1 项目概况以深圳市轨道交通2号线长约130 m的隧道监测区域为研究对象，该区域位于市中心繁忙主干道下方，地上高层建筑物林立，易发生隧道变形。
经隧道收敛监测发现，部分区间的道床沉降、水平位移、横向收敛变化量均较大；隧道现状调查发现，区间段部分隧道管片环纵第一作者：孙泽会（1991—），男，工程师。
E-mail ：***************三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用孙泽会1，曾奇1，刘德厚2，陈鸿1，余海忠1（1. 深圳市市政设计研究院有限公司，广东 深圳 518029；2. Woodside Priory School，Portola Valley CA USA 94028）摘 要：随着测量技术的快速发展，三维激光扫描技术在地铁隧道收敛变形监测中的应用日益广泛。
三维激光扫描技术在传统地铁隧道变形监测中的应用
三维激光扫描技术在传统地铁隧道变形监测中的应用随着城市的发展，地铁隧道这一方便城市交通的工程得到了越来越多的注意，同时作为一种地下工程，地铁隧道的安全性也是使用过程中必须注意的，因此必须有相应的监测方法对地铁隧道展开变形监测。
地铁隧道变形监测对保障地铁设施的安全至关重要，而传统的监测方法在应用中起到的作用非常有限，只能够对间隔了一定距离的一部分断面的数据进行分析。
而三维激光扫描技术就是近年来得到广泛使用的监测技术的一种。
这种监测技术的通途广泛，已经大范围的应用于城市的地面模型建立和三维数据模型建立，应用于地铁隧道中时，可以有效的对地铁隧道的变形程度进行监测。
1 地铁隧道变形概念和三维激光扫描技术地铁隧道变形是指在地铁的运营过程中，地铁的隧道受到外力影响如周边的工程施工或者地铁隧道内部的工程施工以及地铁列车的运行造成的振动进而造成的隧道变形。
而三维激光扫描技术则是在1995年左右出现的一种技术，这种技术是GPS后又一项新型的测绘技术，这种测绘技术通过高速的激光对扫描对象的数据进行快速的收集、统计、分析，因为激光的效率高，计算的速度快，因此可以快速的采集大量的空间点位信息，可以快速的建立物体的三维影像模型。
因为其快速、不接触、实时动态监测和高精度的特点，在各个工程中均有着一定的应用。
而三维激光扫描技术通常由扫描仪、支架、电源、计算机以及一些配件组成。
而三维激光扫描仪就是其中最为重要的一部分，是一切的前提和基础，三维激光扫描仪由激光发射器和激光接收器、计时器、可以旋转的滤光镜、控制电路板、和微电脑等组成，因为高效的测量技术，因此其重要性往往可与GPS这门空间定位技术相提并论，不同于传统的单点测量，三维激光扫描技术具有数据收集快数据精度高和数据处理快的优点，通过对地铁隧道管壁的三维点云数据扫描，最终得到一个具有高度分辨率的地铁隧道模型。
2 三维激光扫描技术在传统地铁隧道变形监测中的应用2.1 对数据的收集通过对导线和水准测量方案的设计，然后使用激光扫描仪对需要测量的地铁隧道进行扫描，主要扫描站间距和扫描点密度并且保证扫描的重叠度合格。
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
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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。
三维激光扫描技术在隧洞检测中的应用
三维激光扫描技术在隧洞检测中的应用摘要：三维激光扫描是继GPS技术以来测绘领域的又一次技术革命。
它集实时性、主动性和适应性好的特点于一身。
且无需和被检测对象直接接触，可以在很多复杂环境下应用。
本文以某水电站导流涵洞实际工程为例，详述了三维激光扫描技术在隧洞工程检测、数字建模方面巨大的应用潜力。
关键词：三维激光扫描；测绘；工程检测；1 概述隧道工程是我国铁路、公路的重要连接项目，项目的施工方法较多的采用了新奥法，新奥法最主要的特点是，可通过动态监测的方式，对地质条件中隧道围岩进行勘察监测，以获得精准勘察数据，做为隧道工程的支护结构设计和施工[1]。
新奥法隧道施工中，隧道监控量测工作的质量与结果，对隧道施工的安全与进度，具有重要的指导作用。
为了提升数据的准确性，真实的反映隧道围岩的地质结构，确保测量结果不出现偏差，克服现有监控量测工作缺陷，在测量上应用三维激光扫描仪，做为辅助检测设备，对隧道洞内加以监测，其可提高监控量测工作的速度与准确度，节省人力物力，有效促进隧道工程的施工建设。
2 三维激光扫描仪测量原理三维激光扫描仪测量技术是我国目前较为先进的全自动高精度立体扫描监测技术，也是新型“实景复制技术”，其主要工作原理是应用空间定位系统，对目标进行测绘，获得数据的方法，这是继GPS技术的又一项新突破。
三维激光扫描技术，以三维激光扫描获得的原始数据为点云数据，通过获取大量的点云数据，进行散点结合后形成测量结果。
这种测量方式的适时性、主动性与适应性好[2]。
应用三维激光扫描仪，通过高速精确的激光测距仪，引导激光并能够通过均匀角速度扫描的反射棱镜，通过激光测距仪主动发射激光并接受测量物体表层反射信号，每一个扫描点均能够获得一个扫描点的斜距，通过水平与垂直方向角，获得空间坐标，最后求出扫描点的三维坐标点[3]。
三维激光扫描仪主要是通过激光脉冲信号的发射，接触物体（目标点P）后并反转回接收器，获得目标与扫描仪之间的距离（S）以后，扫描仪内部控制编码器同步对每个激光脉冲横向扫描，角度横向观测值设为α，则纵向扫描角度观测值设为β。
现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用研究
区域治理交通规划与工程现代测绘技术在地铁隧道变形监测中的应用研究罗子端浙江华东工程安全技术有限公司，浙江 杭州 310000摘要：全站仪自动化监测系统及三维激光扫描技术在现代化隧道变形监测中的应用，并在测量平差理论的基础上，对实测数据进行了精度分析。
结果表明，现代化变形监测技术较比传统变形监测方法在精度、效率以及自动化水平上有了明显的提高，是当今地铁隧道施工及运营维护中可靠的地保监测手段。
关键词：三维激光扫描技术；全站仪；地铁隧道；变形监测城市轨道交通是城市公共交通的骨干。
其中，地铁系统以其运量大、空间利用率高、安全节能等特点，成为当今城市化进程中优化城市交通的有效手段。
地铁建设和运营会带动沿途经济及城市建设的发展同时，会因地铁施工及沿线城市建设所造成的土体应力状态变化导致建筑物、构筑物及地铁结构的变形，从而产生安全隐患。
一、全站仪自动化监测系统全站仪自动化监测系统是集电磁波测距技术、数据库技术、移动互联网通讯及自动目标识别技术等，利用计算机语言开发，基于服务器、控制器、客户端等硬件的C/S架构的自动化测量系统。
该系统在待测区域内布设控制网，于各断面布设小棱镜，基于全站仪免棱镜测距及ATR技术实现自动化空间信息获取，其位移精度可达±0.3mm。
在实际工程应用中，以高精度电子水准仪观测沉降数据为准，对比该系统在沉降监测中的实际成果。
二、三维激光扫描技术相比传统监测方式和自动化监测技术而言，三维激光扫描技术作为变形监测领域的前沿技术，利用高速激光测距技术配合精密时钟编码器量测隧道实体空间离散矢量距离点即点云。
在扫描仪独立坐标系下的斜距、水平方向及距离、天顶距、反射强度等信息，配合CCD传感器解算空间实体拓扑信息，经过对点云数据的配准、抽稀、去噪及滤波等过程，最终实现对空间实体线、面、体等空间信息数字化高还原度重构。
三维激光扫描技术以其观测快速、主动式非接触测量、抗干扰能力强、数据精度高、成果直观等特点，适用于现代地铁高效施工及高频率运营维护中隧道变形监测工作。
城市轨道交通激光扫描测量技术标准
文章标题：城市轨道交通激光扫描测量技术标准解读与应用在现代城市化进程中，城市轨道交通系统是连接城市各个角落的重要交通网络。
但是，随着城市轨道交通线路的不断延伸和更新，轨道交通设施的安全性和舒适度也日益受到关注。
为了保证城市轨道交通系统的安全运行和高效维护，激光扫描测量技术标准的应用成为一种重要的手段。
一、城市轨道交通激光扫描测量技术标准的概念在城市轨道交通系统中，激光扫描测量技术标准是一套用于评估轨道、隧道、桥梁等轨道交通设施状况的技术标准。
通过激光扫描测量，可以全面、高效地获取轨道交通设施的三维几何信息和变形情况，为后续的维护和改造工作提供重要数据支持。
二、城市轨道交通激光扫描测量技术标准的深度解读1.激光扫描测量技术原理与方法城市轨道交通激光扫描测量技术依托激光雷达和高精度测距仪，通过扫描和测量轨道设施表面的反射信号，实现对轨道设施的精准测量。
这项技术能够快速获得大量准确的数据，为城市轨道交通设施的评估和监测提供技术支持。
2.激光扫描测量在城市轨道交通中的应用激光扫描测量技术广泛应用于城市轨道交通系统的轨道、隧道、桥梁等设施的检测与评估。
通过激光扫描测量，可以及时、全面地发现设施的变形、裂缝等问题，为轨道交通系统的安全运行提供数据支持。
3.激光扫描测量技术标准对城市轨道交通的意义激光扫描测量技术标准的实施，对城市轨道交通具有重要意义。
它可以帮助城市轨道交通管理部门及时发现设施问题，提前采取维护措施，确保轨道交通系统的安全运行。
通过激光扫描测量技术的应用，还可以为城市轨道交通设施的设计和施工提供重要的数据支持。
三、个人观点与理解从我个人的角度来看，激光扫描测量技术标准在城市轨道交通中的应用具有重要的意义。
通过这项技术的实施，可以及时发现和解决城市轨道交通设施的安全隐患，提高轨道交通系统的可靠性和稳定性。
激光扫描测量技术的应用还能为城市轨道交通的规划与设计提供更加精准的数据支持，为城市交通运输的可持续发展贡献力量。
激光隧道表面测量仪的研制
激光隧道表面测量仪的研制李德信;胡朝旭【摘要】采用激光测距元件作为测量传感器,研制了一种隧道表面测量仪。
该仪器可以实现绕两个相互垂直的轴旋转,对隧道表面的形状和物体的外形进行自动连续扫描测量,同时可以对所测量的数据进行处理,生成被测量曲面的形状图。
对该仪器原理、硬件结构和组成进行了分析、研究,根据原理图设计了硬件电路图,并选择了相关的元器件,搭接了硬件电路,设计了硬件控制软件和数据后处理软件。
应用该仪器对实际表面进行了测量并进行了处理,绘制出了所测表面的三维图形。
实际使用表明,该仪器具有性能稳定、测量速度快、使用方便等优点。
%A laser instrument was designed to measure tunnel surfaces, which used a laser distance measurement component as measuring sensor. The tunnel surface shape and the outline of the object can be measured by the instrument, which can rotate around two mutually perpendicular axes. The measured data was processed and the graphic of the surface shape was generated. The hardware structure and composition of the instrument were analyzed, the hardware circuit was designed and components were chosen. Hardware control software and data processing procedure were designed. An actual surface can be measured to draw out the 3D graphics. The advantages of this instrument were verified that has stable performance, quick measurement and convenient to use in practices.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2012(023)001【总页数】5页(P74-78)【关键词】隧道;表面;激光;测距仪;三维测量【作者】李德信;胡朝旭【作者单位】西安理工大学,西安 710048;西安理工大学,西安 710048【正文语种】中文【中图分类】U452.10 引言隧道表面尺寸、形状的测量是隧道工程施工及检测经常进行的工作。
如何使用激光扫描仪进行隧道内部测量与分析
如何使用激光扫描仪进行隧道内部测量与分析隧道是现代城市交通建设中不可或缺的一部分，它们在提供便捷交通的同时，也面临着一系列的安全和维护问题。
如何高效地进行隧道内部测量与分析，对于确保隧道的正常运行和安全性至关重要。
而使用激光扫描仪则是一种可行且高效的解决方案。
激光扫描仪是一种先进的测量技术工具，通过激光束扫描的方式，可以快速、准确地获取隧道内部的三维数据。
其工作原理是通过发射一束激光束，然后根据激光束的反射情况来确定不同物体的位置和形状。
这种技术可以覆盖大范围的测量区域，并且不需要直接接触物体，可以保持测量过程的安全性和便捷性。
首先，激光扫描仪可以用于隧道内部的测量。
在进行隧道建设或维护时，了解隧道内部的实际情况是非常重要的。
激光扫描仪可以快速获取隧道内部的几何数据，包括隧道的尺寸、形状、曲率等。
通过对这些数据的分析和比对，可以精确地把握隧道的结构特点，为隧道的设计和施工提供有力的支持。
其次，激光扫描仪可以用于隧道内部的变形监测。
隧道在使用过程中，由于承受了外力或其他因素的影响，很可能会发生变形。
传统的变形监测方法往往需要人工进行，费时费力，并且存在一定的风险。
而激光扫描仪可以快速、连续地获取隧道内部的几何数据，借助于先进的数据处理算法，可以对隧道的变形情况进行实时监测和分析。
一旦发现异常情况，可以及时采取措施进行修复，从而确保隧道的安全运行。
此外，激光扫描仪还可以用于隧道内部的缺陷检测。
隧道的正常运行离不开结构的完整性，任何细微的缺陷都可能对隧道的安全性造成严重威胁。
激光扫描仪可以对隧道内部进行全面而精确的扫描，识别出隧道中存在的任何缺陷，如裂纹、变形等。
借助于高精度的数据分析和处理技术，可以对这些缺陷的严重程度进行评估，并提出相应的维护计划。
总结起来，使用激光扫描仪进行隧道内部测量与分析，可以提高工作效率，确保工作质量，保障隧道的安全运行。
随着激光扫描仪技术的不断发展和应用，相信它在隧道工程中的作用会越来越重要。
基于激光扫描技术的盾构渣土改良状态自动识别方法
第 54 卷第 10 期2023 年 10 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.10Oct. 2023基于激光扫描技术的盾构渣土改良状态自动识别方法周子豪1，王树英1, 2, 3，钟嘉政1，倪准林1，瞿同明4(1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙，410075；2. 中南大学 隧地工程研究中心，湖南 长沙，410075；3. 重载铁路工程结构教育部重点实验室，中南大学，湖南 长沙，410075；4. 香港科技大学 土木与环境工程系，中国 香港，999077)摘要：为促进渣土改良状态评价方法向着规范化、自动化的方向发展，提出一种基于激光扫描技术的盾构渣土改良状态快速自动识别方法。
针对不同含水率和泡沫注入比的粗粒土试样开展坍落度试验，采用激光扫描仪获得坍落体中心位置竖向截面轮廓点云数据，并通过计算机提取截面轮廓几何特征点，获得试样的坍落度和割线角，建立以坍落度和割线角的合适范围作为合适改良状态评价指标的自动识别方法。
研究结果表明：采用坍落度和坍落体割线角可以准确识别改良粗粒土的改良状态；相对于传统坍落度试验，该方法的突出优点是可自动扫描并快速识别渣土的改良状态；室内坍落度试验结果验证了该方法对粗粒土试样改良状态识别的有效性，可为研究盾构水平传送带上渣土截面轮廓几何特征和渣土改良状态识别提供参考。
关键词：渣土改良；坍落度；割线角；自动识别；激光扫描技术中图分类号：TU41 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）10-3975-12Automatic recognition method of conditioning state of soil for EPBshield tunneling based on laser scanning technologyZHOU Zihao 1, WANG Shuying 1, 2, 3, ZHONG Jiazheng 1, NI Zhunlin 1, QU Tongming 4(1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;2. Tunnel and Underground Engineering Research Center, Central South University, Changsha 410075, China;3. MOE Key Laboratory of Engineering Structure of Heavy Haul Railway, Central South University,Changsha 410075, China;4. Department of Civil and Environmental Engineering, Hong Kong University of Science and Technology,Hong Kong 999077, China)收稿日期： 2022 −12 −12； 修回日期： 2023 −02 −22基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52022112)；湖南省研究生科研创新项目(2020zzts152) (Project(52022112) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2020zzts152) supported by the Innovation Foundation for Postgraduate of Hunan Province)通信作者：王树英，博士，教授，博士生导师，从事隧道及地下工程研究；E-mail ：**************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.10.018引用格式： 周子豪, 王树英, 钟嘉政, 等. 基于激光扫描技术的盾构渣土改良状态自动识别方法[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(10): 3975−3986.Citation: ZHOU Zihao, WANG Shuying, ZHONG Jiazheng, et al. Automatic recognition method of conditioning state of soil for EPB shield tunneling based on laser scanning technology[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(10): 3975−3986.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)Abstract:In order to promote the development of the evaluation method of the workability of the conditioned soilof EPB shield tunneling in the direction of standardization and automation, a method for rapid automatic identification of the conditioned status of soil for EPB shield tunneling based on laser scanning technology was proposed. A series of specimens with different water contents and foam injection ratios were tested for slump test, and the laser scanner was used to obtain the point cloud data of the vertical cross-section profile at the center of the slump. The slump degree and its secant angle of the slumping body were calculated with the computer by extracting the cross-section profile feature points. In addition, an automatic identification method was established with the appropriate range of slump degree and secant angle of the slumping body as the appropriate improvement state evaluation index. The results show that the workability of the conditioned coarse-grained soil can be accurately identified by using the slump degree and the secant angle of the slumping body. The outstanding advantage of the method is that the workability of the conditioned soil can be automatically scanned and quickly identified compared with the traditional slump test to evaluate the workability of the conditioned soil. The laboratory testing results verify that this method is effective for the identification of the conditioned state of coarse-grained soil specimens. This method can provide reference for studying the contour characteristics of the soil section on the shield horizontal conveyor belt and identifying the conditioned state of the soil.Key words: soil conditioning; slump; secant angles; automatic identification; laser scanning technology土压平衡盾构法具有机械化水平高、掘进速度快、地层适应性较强等特点，已成为现代隧道及地下工程的主要施工方法[1−3]。
激光隧道断面检测仪简介
降低维护成本
实现预防性维护和智能巡检， 减少维修和更换成本。
提升工程质量
通过精确的检测和数据分析， 提高隧道工程的整体质量。
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日常维护与保养
定期清洁仪器表面，保持仪器整洁。 定期对仪器进行校准，以确保测量结果的准确性。
检查仪器电缆是否完好，如有破损应及时更换。
在长时间不使用仪器时，应将仪器存放在干燥、通风的 地方，以免仪器受潮或损坏。
常见故障排除与解决方法
仪器无法启动
检查电源是否正常，如有问题应及时更换电源。同时检查仪器内部是否有故障，如有故 障应及时联系专业人员进行维修。
操作步骤与注意事项
01
注意事项
02
1. 在使用前应仔细阅读使用说明书，了解仪器的操 作方法和注意事项。
03
2. 避免在有磁场、振动或高温的环境中使用仪器， 以免影响测量结果。
操作步骤与注意事项
3. 在测量过程中，应保持仪器稳定，避免外界干扰。
4. 在使用过程中，如发现仪器异常或有任何疑问，应立即停止使用，并及时联系专业人员进行维修。
工作原理简介
原理
激光隧道断面检测仪基于激光测距原 理，通过发射激光束到被测物体表面 并接收反射回来的光信号，计算出激 光束与被测物体表面的距离。
数据处理
通过内部算法对采集到的数据进行处 理和分析，计算出隧道断面的几何尺 寸，并将数据以图形或数字形式显示 在仪器界面上。
仪器特点与优势
高精度测量
采用先进的激光测距技术，具有 高精度、高稳定性的特点。
激光功率
激光器的功率根据设备规格和检测需求而定，功率越高，检测距离和范围越广， 但同时也会对人和动物造成潜在危害，因此需合理选择激光功率。
TMS地形图与pantacam
TMS地形图与pantacam案例一：什么是Pentacam2003年推出的商业用途Pentacam，截至目前仍然是角膜断层扫描最常用的仪器之一。
Pentacam基于Scheimpflug成像，属于基于高程的系统类别。
较旧的机器基于Placido盘原理，其中数据完全取决于从角膜前表面获取的信息，因此称为“角膜地形图”系统。
另一方面，基于Scheimpflug的设备提供有关角膜前表面和后表面的实际信息，因此被称为“角膜断层扫描”系统。
这里提一下，基于Scheimpflug的设备包括有TMS-5（日本名古屋Tomey）、Pentacam（Oculus、Wetzlar、德国）、Sirius（意大利CSO）等。
随着现在对屈光手术的需求不断增加，在手术前快速准确地筛查这些病例的角膜扩张症是至关重要的，还包括完整的测厚图和角膜曲率图评估。
另外，考虑到圆锥角膜早期会影响角膜后轮廓，所以对角膜后表面的真实评估在筛查中是起着重要作用的。
Pentacam可以在两秒钟内捕获50次扫描，并精确估计前后角膜轮廓、厚度、前房深度和瞳孔直径的细节。
此外，它还提供了Belin-Ambrosio增强型扩张显示，可提供用于检测圆锥角膜的各种参数。
所有这些功能使Pentacam成为眼前节成像的“老大哥”。
Pentacam的工作原理Pentacam使用475nm的蓝光（无紫外线）与旋转的Scheimpflug 相机一起照亮眼球，其相机是一种定制设计的数字电荷耦合器件(CCD)，具有同步像素采样。
Scheimpflug相机基于Scheimpflug定律，同时该机器有两个摄像头——一个位于中心的静态摄像头，用于检测瞳孔大小并保持患者的固定，另一个Scheimpflug摄像头在旋转轮上，用于从角膜缘到角膜缘捕捉角膜和眼前节它提供了3D视图。
Scheimpflug成像系统的原理Pentacam的基本模型在2秒内捕获50次扫描，每次扫描有2760个真实高度点和138000个真实高度点，覆盖整个角膜表面，即从角膜缘到角膜缘。
三维激光扫描技术与应用实例
B1001F23 B1001F23 B1001F23 B1001F23
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College of Surveying And Geo-Informatics
三维激光扫描技术与传统测量技术的区别
传统工程测量中，对三维数据的获取主要有： RTK定位 皮尺量测 全站仪特征点采集 基于光学摄影测量原理的近景摄影测量、航空摄影测量等; 采用三维激光扫描技术的方法： 无需设置反射棱镜进行无接触测量，在人员难以企及的危险地段使用优势 明显; 突破单点测量方式，以高密度、高分辨率获取扫描物体的海量点云数据， 对目标描述细致、采样速率高，传统方法难以实现；
三维激光扫描系统的主要技术参数
PRR与扫描距离（激光射程）的关系
当PRR=f 时，发射相邻两个激光点的间隔时间：
光速为C，则扫描仪理论最大扫描距离D为：
频率越高，射程越近 这也是相位式扫描仪普遍射程偏近的原因
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三维激光扫描系统的主要技术参数
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三维激光扫描系统的组成和原理
测距方法——脉冲激光测距 由激光器对被测目标发射一个光脉冲，然后接收系统接收目标反射回 来的光脉冲，通过测量光脉冲往返的时间来算出目标的距离：
ct d 2
t 的测量： 在确定时间起始点之间用
障碍物探测系统原理及在轨道交通行业的应用
障碍物探测系统原理及在轨道交通行业的应用发布时间：2023-02-24T05:22:50.584Z 来源：《中国科技信息》2022年10月19期作者：夏正宝谢建新[导读] 随着我国城市轨道交通的大发展。
城市轨道交通作为载客量大夏正宝谢建新中车浦镇阿尔斯通运输系统有限公司安徽芜湖 241000摘要：随着我国城市轨道交通的大发展。
城市轨道交通作为载客量大、运营环境相对封闭的公共交通系统，在解决日益严重的城市交通拥堵问题时其运营安全也更加受到重视，轨道障碍物探测系统是保证车辆运行安全的重要措施。
本文介绍了轨道交通行业种主动式与被动式障碍物探测主要的工作原理。
根据实例详细描述了APM、跨座式单轨以及地铁车辆中障碍物探测的设计方案。
并对轨道交通这三种车型的障碍物探测方案优缺点进行分析。
关键词：自动旅客捷运系统（APM）列车控制管理系统（TCMS）Abstract: With the great development of urban rail transit in China. As a public transportation system with large passenger capacity and relatively closed operating environment, the operation safety of urban rail transit is also paid more attention when solving the increasingly serious problem of urban traffic congestion. The track obstacle detection system is an important measure to ensure the safety of vehicle operation. This paper introduces the main working principles of active and passive obstacle detection in rail transit industry. The design schemes of obstacle detection in APM, straddle monorail and subway vehicles are described in detail. The advantages and disadvantages of obstacle detection schemes for these three types of rail transit are analyzed.Key words: Automatic Passenger Rapid Transit System (APM) Train Control Management System (TCMS)1.引言随着我国人口向中心城市聚集的趋势越来越明显，城市对轨道交通的需求也越发迫切。
三维激光扫描应用--龙泉山隧道三维激光扫描测试
龙泉山隧道三维激光扫描测试一、工程概况龙泉山隧道位于成都东~简阳南区间，属于新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-1标段，其隧道进口位于成都市龙泉驿区，出口位于简阳市。
工程全长7328m，为双线单洞铁路隧道，进口里程DK22+485，出口里程DK29+813。
全隧位于直线上，设有平导一座和斜井三座。
龙泉山山脉系四川盆地西部成都平原和川中丘陵的地理界线，是岷江与沱江的分水岭，在四川盆地内部，山脉形成一条高高的、狭长的隆起，其西面是成都平原，东面是川中丘陵。
龙泉山呈一条形山脉，高程480~985m，由北东~南西纵贯境内，为本区最高地形，丘陵和平原分别依附于两侧，地形起伏较大，相对高差50~150m，自然坡度30°~50°，坡面植被发育。
测试召集单位：铁道科学研究院西南院测试实施单位：龙泉山隧道第三方监测项目部北京数联空间科技股份有限公司二、测试项目和使用仪器1、测试项目1）隧道超欠挖检测分析2）喷锚层平整度检测分析3）TMS Tunnelscan系统断面收敛内符合精度测试2、观测仪器表1 TMS配置清单设备名称数量单位说明FARO Focus3D1 套扫描仪全站仪 1 台APM定位测量，最好是徕卡全站仪，带激光对中，要带数据下载工具全站仪三脚架 2 只用于架设全站仪和扫描仪全站仪后视棱镜 2 套含基座、支架、棱镜后视棱镜三脚架 2 只视隧道现场如果导线点有强制对中装置可以不带APM定位基座 1 只含内六角扳手、小十字螺丝刀、2个棱镜连接杆三角基座 1 只连接APM基座，最好带激光对中定位靶球 1 套APM定位半球棱镜靶球轻便三脚架 1 只可以使用轻质三脚架、三角基座和棱镜支架替代APM定位棱镜 2 只可以用徕卡圆棱镜（带单框）替代隧道设计数据 1 项平曲线、竖曲线、横坡、设计断面三、工作概述我单位于2012年7月12日对龙泉山隧道进行了测量，测量段为进口DK22＋585~DK22＋615，围岩等级为V级，该段初期支护已稳定，二次衬砌未施作。
如何使用激光扫描技术进行隧道断面测量
如何使用激光扫描技术进行隧道断面测量在现代科技快速发展的今天，激光扫描技术作为一种高效、精准的测量工具，被广泛应用于各个领域。
其中，使用激光扫描技术进行隧道断面测量，可以帮助工程师和设计师更好地了解和掌握隧道的地质情况和结构特点，为隧道的设计和施工提供重要的参考依据。
本文将从激光扫描技术的基本原理、隧道断面测量的流程以及测量结果的处理与应用等方面，探讨如何利用激光扫描技术进行隧道断面测量。
首先，我们来了解一下激光扫描技术的基本原理。
激光扫描技术利用激光仪器发射出的激光束，在扫描区域内进行快速而精确的测量。
它通过扫描仪器对激光束进行控制，采集返回的激光点云数据，再经过处理和分析，最终生成点云模型。
这种精确测量的原理使得激光扫描技术成为了测量领域中的一种重要工具。
隧道断面测量是为了更好地了解隧道内部的几何结构和地质情况，为隧道设计提供准确的参考数据。
在进行隧道断面测量时，首先需要进行前期准备工作，包括选择合适的激光扫描仪器和准备工作人员。
然后，需要确定测量区域和测量目标，例如选择断面位置、确定扫描范围等。
接下来，进行激光扫描仪的设置和调试，确保仪器的正常工作。
在实际的测量过程中，需要对测量区域进行扫描，通常采用全站仪或GPS等设备进行测量与定位。
在测量过程中，激光扫描仪器通过发射激光束，对隧道内部的物体进行扫描，返回的激光点云数据会被记录下来。
最后，对返回的激光点云数据进行处理和分析，形成隧道的三维模型。
隧道断面测量的结果处理与应用是整个测量过程中的关键步骤。
首先，对激光点云数据进行预处理，包括点云数据的滤波、去噪和配准等步骤，以提高点云数据的质量和准确度。
然后，通过对点云数据进行重建和分析，生成隧道的三维模型。
在模型生成过程中，需要根据实际测量需求确定断面形状、位置和尺寸等参数。
最后，将生成的三维模型与隧道的设计文件进行对比和分析，以评估实际测量结果与设计要求的差异，并进行相应的调整和改进。
激光扫描技术在隧道断面测量中的应用非常广泛。
三维激光扫描在隧道检测中的应用
三维激光扫描在隧道检测中的应用在现代交通基础设施建设中，隧道扮演着至关重要的角色。
为了确保隧道的安全运行和长期稳定性，高效、准确的检测方法必不可少。
近年来，三维激光扫描技术凭借其独特的优势，在隧道检测领域得到了广泛的应用，并取得了显著的成果。
一、三维激光扫描技术的工作原理三维激光扫描技术是一种非接触式的测量技术，它通过向被测物体发射激光束，并接收反射回来的激光信号，来获取物体表面的三维坐标信息。
在隧道检测中，扫描仪通常被安装在移动平台上，如轨道车或汽车，沿着隧道的轴线进行移动扫描。
扫描仪在移动过程中不断发射激光束，对隧道的内壁、拱顶和底板等部位进行快速、密集的测量，从而生成高精度的三维点云数据。
二、三维激光扫描技术在隧道检测中的优势1、高精度和高分辨率三维激光扫描技术能够获取毫米级甚至亚毫米级的测量精度，对于检测隧道表面的细微变形和缺陷具有重要意义。
同时，它还能够提供高分辨率的点云数据，使我们能够清晰地观察到隧道结构的细节。
2、快速和高效相比传统的检测方法，如人工测量和摄影测量，三维激光扫描技术能够在短时间内获取大量的测量数据，大大提高了检测效率。
这对于长隧道和交通繁忙的隧道尤为重要，可以减少检测对交通的影响。
3、全面和无遗漏传统的检测方法往往只能对隧道的部分区域进行测量，容易出现遗漏。
而三维激光扫描技术能够对整个隧道进行全方位的扫描，确保检测的全面性和完整性。
4、非接触式测量由于是非接触式测量，三维激光扫描技术不会对隧道结构造成损伤，同时也避免了测量人员在危险环境中的作业风险。
三、三维激光扫描在隧道检测中的具体应用1、隧道结构变形监测隧道在使用过程中，由于地质条件、车辆荷载等因素的影响，可能会发生结构变形。
通过定期对隧道进行三维激光扫描，并将不同时期的点云数据进行对比分析，可以准确地监测隧道结构的变形情况，及时发现潜在的安全隐患。
2、隧道表面病害检测隧道内壁可能会出现裂缝、剥落、渗漏水等病害。