本文關(guān)鍵詞：基于移動(dòng)激光掃描技術(shù)的隧道限界檢測(cè)研究

  更多相關(guān)文章： 移動(dòng)激光掃描 隧道檢測(cè) 限界 嵌入式系統(tǒng)

【摘要】：如何精確高效地采集到隧道斷面數(shù)據(jù),根據(jù)采集的數(shù)據(jù)獲取相關(guān)信息,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的分析與研究是城市軌道交通隧道限界檢測(cè)亟需解決的問(wèn)題。激光掃描技術(shù)具有對(duì)空間物體高分辨率、高效率、高精度檢測(cè)的特點(diǎn),適合用于解決隧道限界檢測(cè)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)外限界檢測(cè)的現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)研,本文在參考前期移動(dòng)激光掃描設(shè)備的基礎(chǔ)上,對(duì)原基于學(xué)習(xí)版的STM32系統(tǒng)進(jìn)行有效裁剪和功能改進(jìn)。改進(jìn)后的移動(dòng)激光掃描系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的地下空間數(shù)字信息服務(wù)并且更加適合工業(yè)生產(chǎn)的需要,該系統(tǒng)具有體積小,耗能低,高效率,高精度等特點(diǎn)。限界檢測(cè)系統(tǒng)以STM32微處理器作為中央處理單元,通過(guò)Faro Focus3D采集斷面信息,通過(guò)光電式編碼器采集里程信息,通過(guò)二維傾角儀采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息;利用TTL同步方式根據(jù)光電編碼器的脈沖通過(guò)串行通信端口RS232來(lái)控制激光掃描儀的掃描頻率;對(duì)采集的信息進(jìn)行線下處理,利用Matlab2013b對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪聲和壓縮等預(yù)處理,將結(jié)果與已內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)限界數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,得出具體病害位置。本文以利用移動(dòng)激光掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)隧道限界檢測(cè)為研究重點(diǎn),繪制新型電路板替代原系統(tǒng)的學(xué)習(xí)板,設(shè)計(jì)電源轉(zhuǎn)換模塊為系統(tǒng)各電子部件供電,搭建隧道仿真環(huán)境,設(shè)計(jì)隧道限界檢測(cè)方法,對(duì)系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和限界檢測(cè)應(yīng)用研究,并在上海宜山路地鐵站路段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果充分證明了系統(tǒng)研究的合理性和有效性,研究結(jié)果基本達(dá)到了研究期望。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)激光掃描 隧道檢測(cè) 限界 嵌入式系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U452.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-17
• 1.1.1 城市軌道交通發(fā)展12
• 1.1.2 隧道限界檢測(cè)12
• 1.1.3 三維激光掃描技術(shù)12-14
• 1.1.4 移動(dòng)激光掃描14-15
• 1.1.5 現(xiàn)有研究工作狀況分析15-17
• 1.2 研究意義17
• 1.3 隧道檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 國(guó)外隧道限界檢測(cè)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)隧道限界檢測(cè)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與研究方法20-22
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容20
• 1.4.2 章節(jié)安排20-22
• 第二章 限界檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22-29
• 2.1 激光測(cè)距原理22-24
• 2.1.1 脈沖法測(cè)距原理22-23
• 2.1.2 相位法測(cè)距原理23-24
• 2.1.3 三角法測(cè)距原理24
• 2.1.4 PinPoint精密測(cè)距原理24
• 2.2 限界檢測(cè)原理24-27
• 2.2.1 限界檢測(cè)內(nèi)容24-26
• 2.2.2 限界檢測(cè)原理26-27
• 2.2.3 限界檢測(cè)過(guò)程27
• 2.3 限界檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 限界檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)29-38
• 3.1 檢測(cè)系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 系統(tǒng)承載車設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.1 系統(tǒng)承載車模型設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.2 系統(tǒng)承載車實(shí)物31
• 3.3 電源模塊設(shè)計(jì)31-33
• 3.3.1 電壓轉(zhuǎn)換原理31-32
• 3.3.2 電壓轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)圖32
• 3.3.3 電壓轉(zhuǎn)換模塊實(shí)物32-33
• 3.4 傳感器模塊設(shè)計(jì)33-35
• 3.4.1 光電編碼器33-34
• 3.4.2 激光掃描儀34-35
• 3.4.3 二維傾角儀35
• 3.5 功能模塊設(shè)計(jì)35-36
• 3.5.1 ECU35-36
• 3.5.2 液晶顯示屏36
• 3.6 本章小結(jié)36-38
• 第四章 限界檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)38-47
• 4.1 檢測(cè)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)38-39
• 4.2 模塊設(shè)計(jì)39-43
• 4.2.1 初始化程序39
• 4.2.2 系統(tǒng)主程序39-40
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集程序40-42
• 4.2.4 數(shù)據(jù)同步程序42-43
• 4.3 環(huán)境配置及接口模塊設(shè)計(jì)43-46
• 4.3.1 時(shí)鐘配置43-44
• 4.3.2 定時(shí)器配置44-45
• 4.3.3 SD卡驅(qū)動(dòng)程序45
• 4.3.4 FAT文件系統(tǒng)移植45-46
• 4.3.5 USB驅(qū)動(dòng)程序46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 限界檢測(cè)方法研究47-56
• 5.1 空間三維重建47-51
• 5.1.1 三維重建方法47
• 5.1.2 系統(tǒng)三維重建47-51
• 5.2 點(diǎn)云預(yù)處理51-52
• 5.2.1 點(diǎn)云去噪聲51-52
• 5.2.2 點(diǎn)云壓縮52
• 5.3 限界檢測(cè)52-55
• 5.3.1 定位問(wèn)題52-53
• 5.3.2 傾斜校正53-54
• 5.3.3 坐標(biāo)變換54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試與誤差分析56-63
• 6.1 模擬環(huán)境測(cè)試與誤差分析56-60
• 6.1.1 模擬環(huán)境測(cè)試56-58
• 6.1.2 誤差分析58-60
• 6.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與誤差分析60-62
• 6.2.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試60-62
• 6.2.2 誤差分析62
• 6.3 本章小結(jié)62-63
• 第七章 總結(jié)與展望63-65
• 7.1 總結(jié)63
• 7.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄1 MCU電路圖68-69
• 附錄2 電壓耦合模塊電路圖69
• 附錄3 編碼器引腳圖69-70
• 附錄4 二維傾角儀的引線定義70-71
• 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71-72
• 致謝72-73

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本文編號(hào)：521962