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基于三维激光扫描的隧道检测技术

汪俊，教授，博士生导师
中组部“千人计划”青年专家

南京航空航天大学

汇报提纲

一3团队介绍

二高精度三维激光检测技术

三3移动三维激光检测系统

四隧道病害智能分析平台

五3案例分析

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•1
汇报提纲

一3团队介绍

二高精度三维激光检测技术

三3移动三维激光检测系统

四隧道病害智能分析平台

五3案例分析

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一、团队简介(Team)

l2015国家“千人计划”青年专家
l2014江苏省“双创计划”人才
l2013江苏特聘教授

l2013.03-2013.10美国哈佛大学访问学者
l2010.09-2013.10美国徕卡测量公司研发组组长
汪俊l2009.05-2010.08美国威斯康辛大学博士后
教授、博士生导师
l2008.04-2009.04美国加州大学博士后
南京航空航天大学
l专注于超大规模三维激光测量与计算、数字几何处理及三维可视化技
术应用研究，目前主持国家级、省级及其他企业合作项目共15项，
申请美国发明专利2项，国家发明专利1项，软件著作权2项，发表
SCI论文40余篇。

4

•2
一、团队简介(Team)

Ø实验室概况：实验室现有高级职称2人，博士后1人，博士10人，硕士9人，

Ø负责人：汪俊，教授，博士生导师。

地面控制中心三维激光雷达
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三维激光扫描设备自主研制移动三维测量装备自主研制无人飞行激光采集系统

汇报提纲

一3团队介绍

二高精度三维激光检测技术

三3移动三维激光检测系统

四隧道病害智能分析平台

五3案例分析

6

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二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)
事件回放
深圳地铁1号线某区间存在大量拱顶掉块和多处裂缝，集中于管片螺栓连接处。
首次采用三维激光测量技术迅速全面掌握掉块区域结构变形情况、关键性指标，部
署处置措施方案。

二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)

事件回放

地铁领导：是什么勘测院：据监测显示从8工程师：隧道
时候开始形成如此月份以来隧道变形在3mm原始状态是什
大的管片形变？范围内，变化稳定。么样的啊？

结论总结

1、隧道形变变化
量正常(±3mm)；

2、隧道原始状态
未知！现有监测方
式只能监测变化量，
不能测量状态量！

•4
二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)

现有监测方式已监测变化量，没有测量状态量！

监测点5

监测点1监测点4

监测点2监测点3

监测变化量
缺数据缺失
点劳动强度高

效率低下

二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)
如何获取隧道高精度状态量？
三维激光扫描技术又称“三维实景复制技术”，采用快速、非接触、高精
度的方式获取任何复杂的现场环境及空间目标的三维立体信息，快速重构目
标的三维模型及线、面、体、空间等各种带有三维坐标的数据，再现客观事
物真实的形态特性。

测量精度：1mm/50m

测量距离：100m

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二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)
三维激光测量数据实例

数据丰富
数据量超大

二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)
隧道三维激光扫描方案

l超高速三维激光扫描仪l百亿级点云流畅管理l构建各种实体模型l点云、图像和
模型都可发布
l多用户实时协同处理
l网络分享，IE
l点云去噪浏览查看

l尺寸量测

l资产管理

外业观测搬站扫描点云管理拼接转换数据建模编辑量测分析报告成果发布

l点云自动拼接和视图拼接
l全站仪设站方式
l标靶拼接、坐标拼接、混
l专业高精度测量标靶合拼接l重现中心轴线

l点云自动拼接l生成专业的拼接报告l体积面积量算l隧道断面变形
监测分析系统

•6
二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)
隧道三维激光扫描数据

二、三维激光扫描技术(HDSlaserscanning)
隧道三维激光扫描数据分析

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汇报提纲

一3团队介绍

二高精度三维激光检测技术

三3移动三维激光检测系统

四隧道病害智能分析平台

五3案例分析

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三、移动激光扫描技术(Mobilelaserscanning)

固定与移动测量方式互为补充！

精度高（1mm）效率高（3km/2.5h）

效率较低（1km/2.5h）精度较低（5mm）

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三、移动激光扫描技术(Mobilelaserscanning)

隧道移动三维激光检测系统（自主研发）

三、移动激光扫描技术(Mobilelaserscanning)

隧道移动三维激光检测系统（自主研制）

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三、移动激光扫描