3 仪器原理介绍 9

3.1  SICK LMS111 介绍 9

3.2  仪器检测原理 9

3.2.2  相位激光测距 9

3.2.3  调频连续波激光测距 10

4 实验方法分析 11

4.1  两种扫描方法的分析 11

4.2  空间模型建立 12

4.3  数据处理 12

4.3.1  近似截面扫描算法 12

4.3.2  螺旋线型扫描算法 14

5 隧道形变分析 16

5.1  中轴线的拟合方法 16

5.2  隧道的形变方法分析 16

5.2.1  整体变形分析 16

5.2.2  局部变形分析 17

5.3  隧道的曲线拟合 17

5.3.1  稳健估计法拟合 17

5.3.2  最小二乘法拟合 18

5.3.3  RANSAC-LSM 法拟合 19

5.3.4  曲线拟合法总结 20

6 结论与展望 21

6.1 总结 21

6.2 展望 21

致谢 22

参考文献 23

激光雷达隧道检测方法研究

1 绪论

1.1 课题的目的和意义

隧道工程大部分主要建设在地下或山体中，特别是地铁网络经常通过林立的建筑物、 布满稠密的地下管网的城市之中，空间狭小，人口密度大，一旦出现安全事故，将严重影 响甚至危害到交通的安全和稳定。在轨道交通运营阶段，因为影响因素复杂、时间跨度大， 要是隧道发生了一定程度上的较大形变，就很可能威胁到地铁轨道的运营安全。由于诱使 隧道形变的因素具有时延性、多层次和多方位的特点，所以如何有效率地对隧道进行形变 检测对于地铁运营维护就显得十分重要。

而现如今，国内外广泛采用的隧道测验的方法主要有激光雷达检测、地质雷达检测和 摄影检测这几种。如今激光雷达有操作简单便携等优点，有较强的适用性，以作为主要的 隧道检测方法。

本课题旨在研究基于激光雷达的隧道检测方法，通过调研和比对现有的激光雷达，结 合隧道变形检测方面的要求，有针对性的进行激光雷达性能指标分析、检测方法研究及设 备选型。并分析现有的隧道检测方法，在条件允许的情况下进行模拟测试、数据获取以及 对测量结果进行形变分析。论文网

1.2 国内外研究现状与水平

1.2.1  国外研究现状与水平

1.2.2  国内研究现状与水平

1.3 发展趋势

1.4 本文的研究方法和论文组织

1.4.1  本文的研究方法

本课题主要研究基于激光雷达的隧道检测方法，通过调研和比对现有的几种隧道检测 方法，结合隧道变形检测方面的要求，有针对性的进行激光雷达性能指标分析、检测方法