一、项目背景

　　南方某矿山隧道需进行地下空间采集，目前市场上主要采用的测量方式是全站仪测量技术（控制测量、联系测量及碎部测量）和激光测量技术（架站式地面扫描仪），但两种技术手段均存在一定的不足，全站仪获取的坐标点数较少，不足以表达隧道的真实形态，地面扫描仪架站数量较多，拼接后处理工作量较大。而通过移动式slam扫描仪获取的隧道数据，比传统方式获取的数据更全面，扫描效率更高。

　　二、HERON LITE扫描仪

图1：HERON LITE扫描仪

　　核心部件包括全景照相机、激光扫描仪、惯性测量单元、伸缩杆、外置电源、操控平板电脑、HERON桌面（预处理）和重建软件（模块）。

　　三、作业流程

图2：作业流程图

　　1.数据采集：无需静止初始化、无需闭环采集，采集速度极快，精度高。

　　2.融合解算：时间短，自动化程度高，基本不需要人工干预，短时间便能获得配准好的点云数据。

　　3.后处理：解算好的点云进行测图、建模、挖填方分析、断面、中轴线拟合等。

　　四、项目简介

　　测区范围：23万平方米矿山隧道

　　使用仪器：HERON背包、全站仪

　　成果制作：隧道三维模型/断面

　　外业时间：6小时

　　预处理时间：18小时

　　成果绝对精度：5cm

　　现场环境复杂，巷道纵横交错，传统测绘办法效率低。采用背包扫描只需要在巷道内部做少量的控制点即可。测绘速度即为人的行走速度。

　图3：洞口外

　　在采集过程中，无需静止做初始化设置，且不需要采集轨迹形成闭环，这就大大提高了作业效率和现场环境的适应性。

　　图4：激光点云

　　现场存在移动人员、车辆以及粉尘、水滴等环境因子引起的噪点，通过软件一键自动去噪，并对积水区域进行补充。

　　图5：Mesh模型

　　初始的三维模型可用于统计隧道的方量，用于后期统计填挖方量。

图6：通过提取对中杆底部控制点，转换为绝对坐标

　　洞口外可通过RTK获取绝对坐标点，，洞内可通过全站仪获取标靶、靶球等特征物坐标，通过软件后处理转换绝对坐标。

　图7：配套隧道专业软件

　　包含中轴线自动拟合、按需求自动切片形成断面数据、填挖方方量计算、超欠挖分析，并可三维浏览。

　　图8：中轴线、断面线、超欠挖分析

图9：自动按里程生成断面线

　　五、项目小结

　　SLAM技术的测绘移动测量扫描仪对于精度要求较高的重点区域，可与固定测站式三维激光系统配合使用，既能保证精度，又能保证效率，其操作简单方便，无需换站，连续采集，具有连贯性，可实现室内外一体化扫描作业。