基于三维激光扫描技术的高速公路滑坡体建模及应用

三维激光扫描技术作为一项新兴的测量技术,目前已在滑坡监测等领域广泛使用。本文采用Leica Nova MS50三维激光扫描仪对陕西省渭玉高速公路工程处治滑坡进行野外数据采集;使用Geomagic Studio软件对点云数据进行预处理,构建滑坡体的三维模型;利用最优密度点云数据创建DEM,进行滑坡体等高线、前缘剖面和微地形因子的提取与分析,为滑坡监测预警提供数据支撑。     

三维激光扫描技术在隧道变形与断面检测中的应用研究

传统的隧道变形监测手段主要是对部分点和断面的数据进行提取,存在工作量大、效率低、数据少等缺点。三维激光扫描技术可集成隧道安全与质量信息,一次扫描即可准确建立隧道三维矢量模型,精确得到隧道的整体变形和轮廓信息。以桐庐隧道为依托,研究三维激光扫描技术在山岭隧道变形监测中的应用,得到以下结论:当激光扫描入射角大于60°时,扫描误差急剧增大,可根据入射角及隧道内径确定最大测站间距;为降低隧道累计拼接误差导致的模型整体偏移,应采用首尾控制点双控技术;采用单点面域分析法,可提升监测数据的可靠性;采用点云及模型套接技术,可快速实现对隧道三维变形、支护侵限、二次衬砌厚度的评估,大大提升隧道数据采集与分析的效率。     

三维激光扫描技术在铸件尺寸检测中的应用

三维激光扫描检测技术是通过扫描设备获取铸件的三维数据,利用Geomagic Qualify分析软件将获取的铸件三维数据与产品的设计数据进行对比,以获得铸件尺寸偏差的一项技术。本文结合EXAscan扫描仪的实际使用情况,以变速器前壳体铸件尺寸检测为实例,介绍了三维扫描技术在铸件尺寸检测方面的应用。     

大跨度桥梁变形三维激光扫描结果与有限元模拟对比分析

传统的桥梁变形监测方法只能把握数个独立点的观测形变数据,不能全面控制大跨度桥梁各部分的变形数据。现提出将车载三维激光扫描技术用于桥面几何形态数据采集的方法,将其应用于结构物的三维重建工作中,直接对结构物表面进行三维测量,采用三维阵列点云的方式来生成结构物表面的三维形态并记录点位坐标,打破了传统的桥梁变形监测方法仅有数个独立点的局限性,扩大了桥面变形监测范围,提高了结构物的观测精度,并能快速、完整地进行量测。采用有限元分析软件MIDAS CIVIL对该特大桥主桥进行建模,得到各温差下结构的理论变形数据,与车载三维激光扫描得到的实际测量结果进行对比,发现实测值具有较高的精度和可靠性。车载三维激光扫描技术可得到桥梁点-线-面的整体变形监测结果,相较传统的桥面变形监测而言,该方法则侧重结构整体变形特征,并消除了在测量过程中对交通运营的不利性,有较好的工程应用前景。     

软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究

为解决传统监测技术单点监测无法满足软岩隧道整体性变形监测的局限性,采用三维激光扫描技术进行软岩隧道整体性变形监测试验,从隧道结构的变形时间、变形空间分布及变形量进行整体分析。首先建立全站仪和三维激光扫描仪测量误差模型,分析三维扫描监测技术与传统隧道监测技术的特点,通过平面标靶和棱镜靶球精度试验得出平面标靶最佳入射角范围小于60°,棱镜靶球自动提取距离不大于45 m,作为测站设置和控制点布设的依据; 然后以渭武高速木寨岭隧道2号斜井工程为依托,开展软岩隧道三维扫描变形监测技术的试验研究。研究结果表明： 中台阶开挖支护前已发生较大变形,最大变形位置为左侧上台阶与中台阶交界处,空间分布呈左大右小,试验段最大累计变形达0.48 m,下台阶及时封闭成环及2层初期支护有利于变形控制。     

三维激光扫描技术在桥梁变形监测中的应用

近年来,随着三维激光扫描技术的发展,该技术被广泛地应用于工程建设中。与传统变形监测技术相比较,该技术具有精度高、实时性好、智能化和自动化程度高的特点,从而使监测工作更加全面、有效。本文综述了三维激光扫描技术在桥梁变形监测方面的应用现状,通过与传统变形监测方法相比较,分析出其技术优势,以及该技术在分析变形时常用的方法及原理,最后对三维激光扫描技术应用于桥梁变形监测中的优势做了简要分析。     

基于三维激光扫描技术的高边坡扩挖变形监测

运营状态下高边坡路段的扩挖施工关系到高速公路改扩建工程的造价、工期和交通运营安全,开展施工变形监测对保障安全、降低风险具有重要的意义。文中依托杭金衢高速改扩建项目K84高边坡的工程实践,采用三维激光扫描技术对其进行施工期变形监测,克服了传统单点监测方法的不足,获得了边坡整体的变形规律,为边坡施工安全控制和稳定性评价提供了更加准确、可靠的数据,并对三维激光扫描技术原理、实施方法和误差来源进行了详细讨论。和单点激光测距仪的数据对比表明,这是一种高效、准确、可行的边坡变形监测方法,可为类似工程提供参考。     

三维激光扫描仪在隧道工程建设中的应用

基于下穿既有公路的铁路隧道工程建设,对三维激光扫描仪ILRIS—3D在铁路隧道建设中的应用进行了研究。通过分析三维激光扫描仪原理、ILRIS—3D扫描仪应用范围和特点,以上海某下穿既有公路的铁路隧道为研究对象,该段隧道长度为65.2 m,选取中分辨率进行扫描,在满足精度要求下,中分辨率扫描时间为151.1min,测站间距为13.79 m。隧道进行扫描测量时,分别在前端、中端、末端布设控制点,配准后,最大点位误差控制在0.003 1 m内,满足地铁隧道工程测量的需要。并结合全站仪,进行三维激光扫描作业,通过工程控制点坐标,进行点云配准,提高测量效率和精度。     

三维激光扫描技术与数码影像地质编录系统隧道围岩信息采集应用对比研究

通过现场试验,将三维激光扫描技术与数码摄影地质编录进行应用对比,了解三维激光扫描技术在隧道掌子面及边墙地质信息提取的应用效果,根据现场实际需求情况,将两者优势进行集成,为开发新型隧道地质编录系统开拓思路.试验证明:利用现有三维激光扫描软件系统,实现如地质产状等信息的自动提取还有一定距离,但经过后期软件开发,利用激光回波强度分析、点云数据处理等,三维激光扫描技术具有产状自动识别、岩层厚度计算、掌子面前方产状预测等潜在优势.现有数码摄影地质编录系统也无法进行编录要素自动提取,但现场边墙编录效果好于三维激光扫描技术.     

三维激光扫描技术与数码影像地质编录系统隧道围岩信息采集应用对比研究

通过现场试验,将三维激光扫描技术与数码摄影地质编录进行应用对比,了解三维激光扫描技术在隧道掌子面及边墙地质信息提取的应用效果,根据现场实际需求情况,将两者优势进行集成,为开发新型隧道地质编录系统开拓思路。试验证明： 利用现有三维激光扫描软件系统,实现如地质产状等信息的自动提取还有一定距离,但经过后期软件开发,利用激光回波强度分析、点云数据处理等,三维激光扫描技术具有产状自动识别、岩层厚度计算、掌子面前方产状预测等潜在优势。现有数码摄影地质编录系统也无法进行编录要素自动提取,但现场边墙编录效果好于三维激光扫描技术。     

三维激光扫描技术在公路隧道施工监测中的应用研究

以某一隧道工程施工监测为对象,提出一种基于三维激光扫描技术的隧道断面变形监测。采用隧道外强制对中装置,将测量控制装置置于墙体有效的避免控制点变形而影响测量精度;采用全局拼接方法,通过在隧道两端设定标靶,实现点云各点三维坐标属性、反射强度、三维真彩色信息集合;通过隧道分割,根据三维不变矩平移旋转稳定特性,提取隧道中轴线姿态;利用MDP法(最小距离投影算法)进行隧道断面三维变形计算,确定隧道收敛和扩张变形量。通过降低区段选取长度,对区段间的点云信息抽稀,降低点云的密度。对比未进行抽稀和局部测量的激光扫描数据,可以发现采用该方式有效降低了监测过程中变形信号的标准差,缩短了计算量,提高了测量精度。     

适用于岩质高边坡施工监测的激光扫描技术研究

边坡施工期的变形监测是实现边坡安全监控、预防边坡失稳的重要手段.现依托杭绍台高速公路K157岩质高边坡的工程实践,讨论了三维激光扫描的测试原理与数据采集方式,采用三维激光扫描技术对边坡的施工期进行监测,获得边坡不同阶段的变形规律,与GNSS监测进行对比,为边坡稳定性的评价提供精准、可靠的数据.其成功应用表明,这是一种科...     

三维激光扫描技术在钢结构工厂片体预拼装中的应用

钢管拱桥钢结构拼装误差会影响成桥主拱圈拱轴线,进而影响结构整体受力,因此为提高拼装精度,钢管混凝土拱桥一般在进行拼装前会进行预拼装。本文针对预拼装的工厂片体预拼装,采用三维激光扫描技术进行片体的线形偏差评估,关键点实测偏差结果与全站仪测试结果一致,说明三维激光扫描技术在预拼装中具有广阔应用前景。     

基于三维激光扫描技术的隧道预留变形量优化研究

目前隧道预留变形量的研究大多依赖于监控量测数据基于点的分析，很难得到隧道断面整体的变化情况。为解决传统监测技术单点监测无法满足隧道预留变形量调整的局限性，提出一种利用三维激光扫描技术基于全断面整体分析优化预留变形量的方法。以新安1号隧道为依托，发现试验段最大变形量7.5 cm小于设计预留变形量15 cm，结合质量保证率针对性地提出阶梯状设置预留变形量的优化方法。最终确定在试验段拱顶区域预留变形量设置为7 cm，其余区域预留变形量设置为5 cm。     

基于三维激光扫描的钢桁拱桥吊索塔架施工线形监测研究

为确保悬臂拼装钢桁拱桥施工的安全性与精准性,以主跨436 m的中承式钢桁拱桥——广州明珠湾大桥吊索塔架施工为背景,运用三维激光扫描技术对吊索塔架进行多工况线形监测,结合多点位多视角监测与智能点云数据处理,进行吊索塔架垂直度指标计算,并与全站仪测量结果对比.结果表明:三维激光扫描技术可直观表达吊索塔架空间姿态与构造形式,...     

基于逆向工程技术的轮胎3D模型设计研究

以195/65R15规格的轮胎为例,利用三维激光扫描仪对轮胎进行扫描,通过CATIA软件对所得点云数据进行处理,实现曲面重构,建立了轮胎的3D模型.对依据逆向工程技术建立的轮胎3D模型特征尺寸与轮胎实物测量尺寸比较分析表明,所建模型与实际轮胎外形吻合良好,可为进行轮胎特性研究提供参考.     

基于双护盾TBM的导向系统研究

为满足隧道施工中双护盾硬岩隧道掘进机位姿的测量需求，研发一种能够提高其数据准确度的双护盾位置检测装置，包括感光靶、激光靶、激光发射器、全站仪、棱镜等硬件，并研究双护盾导向系统设计、测量算法的实现、激光位置检测装置误差修正算法。为验证整个算法的正确性以及软件的稳定性，进行CAD模拟和软硬件联合调试，并利用全站仪进行模拟测量。结果显示： 采用该算法计算的坐标与全站仪测量的真实坐标相比，误差在5 mm以内，可满足隧道掘进机施工测量的需要。     

山区公路斜坡工程外部变形监测技术研究

通过对国道318线两处高边坡工程电子全站仪外部变形监测、西攀高速公路两处滑坡工程GPS静态定位技术外部变形监测的方法和结果进行分析,对山区公路斜坡工程外部变形监测系统设计的特点、可实施性、精度控制以及成本控制等进行探讨。     

基于环境自识别的地下无轨车辆定位导航算法研究

介绍了地下无轨车辆自主导航驾驶技术的发展情况,分析了井下采矿装备的发展趋势,结合井下环境特点提出了基于环境自识别的井下无轨车辆的定位导航方法。介绍了地下巷道形状自识别定位导航原理,通过激光扫描仪扫描巷道环境完成自主驾驶。研究了利用激光扫描仪扫描路口等巷道形状完成定位导航的方法,对激光扫描匹配定位算法的具体过程进行了详细说明,利用加权最小二乘法对车辆航向误差、位置误差进行了校核修正。通过仿真分析,对车辆的航向角度误差和位置距离误差校核效果进行了比较,车辆校核后的平均航向误差只有车辆校核前航向误差的2.8%,车辆校核后的平均位置误差为车辆校核前的位置误差的23.1%。另外,对激光扫描环境匹配定位方法的局限性进行了分析,提出了利用航迹推算加激光测距/识别的组合定位导航方法。     

基于激光扫描的智能车辆前方地形三维可视化技术研究

基于激光扫描仪的数据分析,对智能车辆前方地形数据的三维可视化技术进行了研究。首先对采集的离散数据进行预处理：采用中值滤波算法减弱噪声的影响,通过车体坐标系到世界坐标系的转换实现车辆行走过程中不同场景的拼接;然后基于Splatting理论,选取椭圆高斯足印函数实现了离散三维数据的直接体绘制;最后结合可视化工具包VTK（Visualization Toolkit）的连续数据场轮廓提取和交互操作功能,在Visual C＋＋开发环境下实现了基于激光扫描的环境信息可视化技术,可以达到逼真重构真实环境的可视化效果。