基于EPS2008三维激光扫描技术在隧道工程测量中应用研究.docx

《高等应用测量》（论文） 基于EPS2008三维激光扫描技术 在隧道工程中的应用研究 学 院： 土木工程学院 专 业： 道路与铁道工程 班 级： 研1503班 姓 名： 王俊 学 号： 0215260  PAGE \* MERGEFORMAT IV 目录 摘 要 I Abstract II 第一章绪论 1 1.1 选题背景与意义 1 1.2 本文研究内容和研究思路 5 第二章 三维激光扫描技术理论基础 9 2.1 三维激光扫描仪介绍 9 2.2 基本工作原理 10 2.3 三维激光扫描误差来源及精度分析 13 2.3.1 仪器误差 13 2.3.2 与被测物体反射面物理特性有关的误差 14 2.3.3 外界环境条件的影响 15 2.4 本章小结 15 第三章 隧道点云配准研究 17 3.1 点云配准基本原理 17 3.1.1 点云配准定义 17 3.1.2 点云配准分类 17 3.1.3 点云坐标转换模型 21 3.1.4 点云配准结果精度分析 22 3.2 隧道点云配准研究 23 3.2.1 扫描分辨率的优化 23 3.2.2 测站间距的优化 23 3.2.3 标靶布设方法的优化 24 3.2.4 结合全站仪使用三维扫描仪 26 总结与结论28 参考文献 30 TOC \o 1-3 \h \u    摘 要 近些年来，三维激光扫描技术不断发展，已经广泛的应用到各行各业中。随着轨道交通项目的建设，越来越多的隧道工程项目开工。隧道工程中需要进行断面测量，超欠挖和开挖量测量计算，过去经常使用的仪器为断面仪，全站仪，这些方法效率低下，需要大量的时间和人力。将三维激光扫描仪技术运用到隧道工程中，对隧道进行扫描并建立三维模型，其精确度和效率都很有大幅度提升。本文从三维激光扫描仪在隧道工程中的应用出发，主要研究了隧道测量中点云的配准问题和工程应用。 （1）研究分析了扫描仪扫描前的校验方法；针对隧道三维测量中影响扫描作业精度的主要因素,提出了减少扫描误差的措施，研究提出了隧道三维扫描测站布置优化方法；同时还分析了洞室环境、天气等因素对隧道三维扫描进度的影响等。 （2）研究了三维激光扫描方法如何在隧道等狭小空间和施工期洞室复杂环境中提高点云数据的配准精度的方法，设计了8种点云配准方案，并逐一进行计算，验证了基于全局控制的配准方法在点云配准中的优越性。 （3）给出了三维激光扫描技术应用于隧道工程中的技术方案，结合具体工程建立了三维模型图、断面图,计算了断面超挖量、欠挖量和开挖量，验证了三维激光扫描仪的隧道工程测量中是可行的。 关键词：隧道三维激光扫描；点云配准；超欠挖计算  Abstract In recent years, with the development of 3D laser scanning technology, it has been widely used in all walks of life. With the construction of rail transit project, more and more tunnel project is started. For cross section measurement and overbreak in tunnel engineering and excavated volume measurement calculation is very important, In the past profiler, total station often is often used, but they need a lot of time and manpower. Apply 3D laser scanner technology into tunnel engineering and construct a three dimensional model, the accuracy and efficiency are greatly ascend. Based on the application of 3 d laser scanner in tunnel engineering, This article mainly studied the problems of tunnel