發(fā)布時(shí)間：2017-05-12 09:23

  本文關(guān)鍵詞：基于移動激光掃描技術(shù)隧道空間檢測的誤差分析及修正研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地鐵隧道幾何形位是保證地鐵列車平穩(wěn)、安全運(yùn)行的基礎(chǔ),其檢測效率和檢測精度直接影響列車的正常運(yùn)營。因此,研發(fā)高精度的隧道空間幾何形變的檢測技術(shù)具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。本文通過對國內(nèi)外隧道形變激光檢測技術(shù)的研究,論述了具有代表性的移動激光軌檢車的檢測方法;在分析軌檢車測量技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,根據(jù)地鐵的設(shè)計(jì)規(guī)范和掃描儀的測量原理,提出一種基于移動激光掃描技術(shù)的隧道全路段幾何形變檢測方法;并針對全新的掃描系統(tǒng)提出相應(yīng)的誤差分析模型,并加以修正。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)開發(fā)了針對隧道全路段檢測的移動激光掃描平臺,系統(tǒng)采用基于ARM嵌入式定位同步技術(shù)的定位方案,包括掃描儀,傾斜儀和光電編碼器、主控模塊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示模塊、平臺驅(qū)動模塊等功能模塊。(2)基于姿態(tài)可測的移動激光掃描平臺,提出平臺在傾斜狀態(tài)下空間數(shù)據(jù)的矯正模型,利用自行開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件對掃描儀數(shù)據(jù)、光電編碼器的定位數(shù)據(jù)和傾角儀的定姿數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,得到真實(shí)的隧道空間數(shù)據(jù)。(3)從移動激光掃描系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成入手,分析了系統(tǒng)的定位原理和各傳感器的參考坐標(biāo)系,以及坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換的幾何模型;從掃描儀獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的原理入手,分析了掃描系統(tǒng)的誤差來源,提出了基于掃描儀點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差估計(jì)模型,并對系統(tǒng)的誤差精度進(jìn)行了理論分析,最后還對計(jì)算得到的理論精度和檢校的實(shí)測精度進(jìn)行了對比。
【關(guān)鍵詞】：隧道空間檢測 移動激光掃描 多傳感定位 校正 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U456.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景12-15
• 1.1.1 軌道交通隧道空間安全問題12-13
• 1.1.2 隧道空間檢測技術(shù)發(fā)展歷程13-14
• 1.1.3 移動激光掃描技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2 研究意義15-16
• 1.3 研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 章節(jié)安排17-18
• 第二章 直線路段掃描系統(tǒng)18-37
• 2.1 系統(tǒng)工作原理18-23
• 2.1.1 多維數(shù)據(jù)同步技術(shù)18-19
• 2.1.2 螺旋掃描方案研究19-23
• 2.1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)23
• 2.2 系統(tǒng)定位23-28
• 2.2.1 定位方案分析與研究23-24
• 2.2.2 單編碼器定位原理與通信方式24-27
• 2.2.3 定位數(shù)據(jù)后期處理27-28
• 2.3 直線段 2D截面數(shù)據(jù)28-35
• 2.3.1 掃描儀工作特性28-29
• 2.3.2 2D數(shù)據(jù)獲取原理29-31
• 2.3.3 2D數(shù)據(jù)后期處理31-35
• 2.4 三維空間數(shù)據(jù)合成35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 全路段掃描系統(tǒng)37-70
• 3.1 全路段掃描環(huán)境分析37-38
• 3.2 系統(tǒng)工作原理38-50
• 3.2.1 曲線段數(shù)據(jù)特性分析38-39
• 3.2.2 曲線段TTL掃描研究39-40
• 3.2.3 基于嵌入式系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)40-42
• 3.2.4 系統(tǒng)構(gòu)成42-50
• 3.3 系統(tǒng)定位50-52
• 3.3.1 軌道曲線段定位原理50-51
• 3.3.2 定位數(shù)據(jù)存儲和后期處理51-52
• 3.4 系統(tǒng)定姿52-57
• 3.4.1 姿態(tài)分析52-53
• 3.4.2 傾斜儀工作特性和通信方式53-56
• 3.4.3 傾斜數(shù)據(jù)存儲56-57
• 3.5 曲線段 2D數(shù)據(jù)處理57-61
• 3.5.1 以Row為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)丟失判定57-59
• 3.5.2 以Column為基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)丟失判定59-61
• 3.6 三維空間數(shù)據(jù)合成61-64
• 3.6.1 定位定姿數(shù)據(jù)與 2D數(shù)據(jù)的合成61-62
• 3.6.2 基于定姿數(shù)據(jù)的 3D數(shù)據(jù)矯正62-64
• 3.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-69
• 3.7.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)64-65
• 3.7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析65-69
• 3.8 本章小結(jié)69-70
• 第四章 移動激光掃描系統(tǒng)定位70-76
• 4.1 坐標(biāo)系統(tǒng)70-73
• 4.1.1 載體坐標(biāo)系70-71
• 4.1.2 掃描儀坐標(biāo)系71
• 4.1.3 傾斜儀坐標(biāo)系71-72
• 4.1.4 軌道坐標(biāo)系72-73
• 4.2 移動激光掃描系統(tǒng)幾何模型73-75
• 4.2.1 掃描點(diǎn)在掃描儀坐標(biāo)系中的坐標(biāo)73
• 4.2.2 掃描儀坐標(biāo)系到傾斜儀坐標(biāo)系73-74
• 4.2.3 傾斜儀坐標(biāo)系到軌道坐標(biāo)系74-75
• 4.3 本章小結(jié)75-76
• 第五章 移動激光測量系統(tǒng)測量誤差分析與處理76-84
• 5.1 移動激光測量系統(tǒng)測量誤差源分析76-79
• 5.1.1 二維數(shù)據(jù)測量誤差76-78
• 5.1.2 定位誤差78-79
• 5.1.3 定姿誤差79
• 5.2 誤差精度分析79-80
• 5.2.1 掃描儀安裝誤差79-80
• 5.2.2 系統(tǒng)安裝誤差80
• 5.2.3 傾斜儀測量誤差80
• 5.3 誤差計(jì)算80-83
• 5.3.1 誤差計(jì)算公式80-82
• 5.3.2 模型精度與實(shí)測精度比較82
• 5.3.3 精度比較結(jié)果分析82-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 第六章 總結(jié)與展望84-86
• 6.1 論文工作總結(jié)84-85
• 6.2 后續(xù)工作展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 附錄89-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果92-93
• 致謝93-94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：359407