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作者：杨海生;吴晓龙;罗会武;韩小博;王永圣;
单位：中交二航局第四工程有限公司;中交第二航务工程局有限公司;武汉理工大学自动化学院;武汉理工大学信息工程学院;
摘要：现代隧道施工过程中，可靠的支护面表征质量检测技术尤为重要。传统方法检测精度低、耗时长并且需要投入较多人员。研究提出一种自动化的隧道支护面侵限测量、倾角测量、平整度检测以及缺陷定位方法，旨在提升施工质量与效率。首先利用3D激光雷达扫描技术得到施工现场点云，再通过惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)对原始数据水平校准，之后利用滤波算法去除测量区域外的点，再利用改进的随机采样一致性(random sample consensus, RANSAC)平面拟合算法，得到支护平面3D模型，最后根据阈值划分支护面凸起与凹陷区域，并定位缺陷坐标。本文还提出了一种平整度衡量指标，用以更精确地评估支护面的质量。此外，根据支护面模型还可得到两侧支护面间距和倾斜角。与传统手工、半自动测量法相比，该方法速度更快，精度更高，真实场景下距离测量误差小于10 mm,倾角测量误差小于1°,支护面凹凸区域定位误差控制在5 mm以内，测量精度满足施工检测标准。
关键词：激光雷达扫描;;点云数据;;平面拟合;;平整度测量
基金资助：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划重点课题(N2024G019)
