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现代隧道技术 2021, Vol. 58 Issue (3) :169-175    DOI:
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三维激光扫描仪系统精度评定与误差修正试验研究
(1北京住总集团有限责任公司,北京 100101;2安徽理工大学土木建筑学院,淮南 232001)
Experimental Study on the Precision Evaluation and Error Correction of 3D Laser Scanners
(1 Beijing Uni-Construction Group Corporation, Beijing 100101; 2 School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science & Technology, Huainan 232001)
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摘要 三维激光扫描技术以快速、高精准的方式获取目标物三维坐标,为复杂条件下地铁隧道沉降变形监测提供了一种新的方案。文章综合施工现场影响扫描仪点位精度的因素,利用正交试验方法设计出了以有无模拟车载、不同水平测距及测量环境为因素水平的扫描误差拟水平试验;通过方差及贡献率分析和误差指标-因素水平分析得出了各因素水平对扫描误差的影响程度;根据试验结果分析,结合工程实际监测要求,利用基线比较模型法建立了两种误差改正模型。结果表明:水平测距及模拟车载是影响扫描仪误差的显著因素;结合建立的误差改正模型,改正后的点位误差与扫描仪测距的系统相关性明显降低,点位坐标符合后期点云拼接及规范中监测点位的精度要求,为三维激光扫描技术在地铁隧道沉降变形监测上的应用提供了理论依据。
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方江华 1
2 姜平伟 2 王秋生 1 张 功 1
关键词:   
Abstract: The 3D laser scanning technology has provided a new solution for the monitoring of settlements and de? formations in metro tunnels under complex conditions by acquiring the 3D coordinates of target objects in a fast and highly precision way. This paper combines the factors affecting the precision of scanner points at the construction site and designs a quasi-level experiment of scanning errors using the orthogonal experimental method, which takes no or any vehicle running load conditions, different horizontal ranges and different measurement environment conditions as the factor levels. By analyzing the variance, contribution rate and the indicator-factor level, the influence degree of each factor on scanning errors is obtained. Based on the analysis of the experiment results, it establishes two error correction models by using the baseline comparison model and in conjunction with the actual monitoring requirements of project engineering. The results show that horizontal ranging and vehicle running load are significant factors affecting scanner errors. Combined with the established error correction model, the systemic correlation between the corrected point errors and the scanner ranging is significantly reduced, and the point coordinates meet the precision requirements for later point cloud splicing and monitoring points in the specifications, which provides a theoretical basis for the application of 3D laser scanning technology in the monitoring of settlements and deformations of metro tunnels.
Keywords3D laser scanner,   Metro tunnel,   Quasi-level experiment,   System precision,   Error correction,   Baseline comparison model     
基金资助:北京市国资委“国有资本经营预算支持企业开展科技创新及产业化项目”;安徽省高校自然科学重大项目(KJ2015ZD20).
作者简介: 方江华(1973-),男,副教授,高级工程师,主要从事城市地下工程方面的研究工作,E-mail:jhfang73@126.com
引用本文:   
方江华 1, 2 姜平伟 2 王秋生 1 张 功 1 .三维激光扫描仪系统精度评定与误差修正试验研究[J]  现代隧道技术, 2021,V58(3): 169-175
FANG Jianghua1, 2 JIANG Pingwei2 WANG Qiusheng1 ZHANG Gong .Experimental Study on the Precision Evaluation and Error Correction of 3D Laser Scanners[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2021,V58(3): 169-175
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2021/V58/I3/169
 
没有本文参考文献
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