移动扫描技术在地铁隧道监测中的应用

郭 玲

(上海市建筑科学研究院，上海 200032)

三维激光扫描技术是近几年来在测绘行业不断应用发展的新型技术，除了应用在获取城市建筑、地面三维模型与一些文物保护与修复上，地铁隧道的高精度收敛变形监测也是近年来一直研究的方向。

由于地铁停运时间较短，往往一晚上能够对地铁隧道进行检测的时间只有3～4 h左右，传统方式如钢尺收敛计和全站仪激光对点等检测速度已不能满足越来越多的地铁隧道检测计划要求，至2020年，上海地铁将拥有20条地铁线路，总里程多达877 km。本文介绍了三维激光推扫小车组成与在地铁隧道收敛监测的中的应用，以其目前精度分析三维激光移动推扫系统在未来地铁隧道监测监护中的可行性。

1 三维激光推扫系统基本原理

1.1 三维激光推扫小车组成

推扫小车主要由可拆卸轨检小车、Faro Focus 3D激光扫描仪和一台笔记本电脑组成。轨检小车呈T字形，上下两侧分别为2个和1个滚轮，可与轨道保持良好接触，在T字型上侧2个滚轮上配置了里程传感器。小车顺着轨道前行，扫描仪可以记录下隧道内壁连续的点云数据，里程计记录在隧道轴向移动距离，通过电脑匹配扫描仪数据，实现地铁隧道内假三维空间的复原，如图1所示。

1.2 里程数据提取与优化

系统采用旋转式编码器作为计数工具，采集器采用stm32作为主控，采集数据以ASCII格式串口打印输出。里程仪获取扫描时间序列里程数据，作为扫描隧道第三维信息，操作中，同步扫描仪与里程仪数据采集，扫描仪根据点时间、里程集及时间，内插出各点里程数据。……