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龙图腾网恭喜广东省建设工程质量安全检测总站有限公司申请的专利基于移动激光扫描仪的隧道实时检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119103965B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411092317.2，技术领域涉及：G01B11/00；该发明授权基于移动激光扫描仪的隧道实时检测方法是由孙书航;林博文;曹一翔;漆自强;唐浩然;姚连璧;徐亚楠设计研发完成，并于2024-08-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于移动激光扫描仪的隧道实时检测方法在说明书摘要公布了：本发明属于隧道检测技术领域，具体为基于移动激光扫描仪的隧道实时检测方法，包括以下步骤：步骤1：激光扫描仪控制与断面数据采集；步骤2：扫描点坐标转换；步骤3：实时限界检测；步骤4：结构变形解算。本发明在测量过程中直接完成隧道几何要素测量和限界检测，在存在问题的区域进行实时报警，工作人员可以在现场进行复核和标注，并直接对问题区域进行维修处理；隧道三维点云、隧道激光强度影像、隧道检测报表等成果可以实时生成，大大提高作业效率，降低后处理作业的工作量；隧道侵限情况可以实时标注在影像和断面点中，方便现场工作人员定位和处理。

本发明授权基于移动激光扫描仪的隧道实时检测方法在权利要求书中公布了：1.基于移动激光扫描仪的隧道实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：激光扫描仪控制与断面数据采集，使用激光扫描仪采集轨道运营环境信息，在移动测量系统中，激光扫描仪采用二维断面模式工作，载体沿着隧道行驶的过程中，扫描镜头在垂直于隧道轴线的方向上旋转，形成的一圈圈螺旋状的二维扫描线，当载体移动速度v较慢且激光扫描线频率f较高时，螺旋扫描线数据可简化为独立的二维断面，相邻扫描断面之间的距离见公式1.1： 每个扫描点包括该点在扫描仪坐标系下的二维坐标、激光反射强度、点在断面中的索引值、点的可用性信息，此外包含数据帧的相关信息，包括采集时间、点数信息，在扫描仪实现一帧数据的采集后，会实时响应数据帧更新事件，利用点的坐标信息和激光强度信息评估该点的可用性；步骤2：扫描点坐标转换，在将激光扫描仪安装在移动测量载体上进行轨道测量时，激光扫描仪获得的轨道断面数据是在扫描仪坐标系下，而限界检测则是以轨道坐标系为基准，为此将扫描断面内的点云坐标由扫描仪坐标系转换到轨道坐标系下；轨道坐标系以轨道中心线上的点为坐标原点，过坐标原点并垂直于轨道中心线，面向隧道大里程方向水平向右的为X轴，过坐标原点垂直于轨平面为Y轴；步骤3：实时限界检测，具体包括以下步骤：S3.1：侵限点判断,通过判断点是否在限界多边形内部判断该点是否为侵限点，选取水平射线法作为侵限点搜索方法，由目标点向右做一条水平射线，通过判断射线与多边形交点个数的奇偶性来判断点是否在多边形内部；水平射线法存在射线经过多边形的端点或与多边形的边重合的特殊情况，需要单独考虑，对交点个数进行修正以避免发生侵限点误检；S3.2：飞点过滤，由于金属、玻璃材质的反射问题，铁轨区域、站台玻璃屏蔽门区域、金属栅栏区域会存在较多飞点，容易产生误检情况，因此对于侵限点，需要考虑其是否为飞点，若是，则进行过滤；对于铁轨附近的密集飞点，考虑到轨道形态比较固定，设置距离阈值，以单根轨道的轨面中点为圆心，当点出现在以距离阈值r为半径的圆形内部时，直接将其过滤；对于其他区域的飞点，考虑到同一扫描断面内的点是由扫描仪按一定顺序依次采集获取的，即使是较小的地物，其表面对应的多个激光点的序号也应当是连续的，而飞点则具有随机性，往往不会连续出现，若某点与其顺序相连的数个点的距离相近，则可认为该点不是飞点，否则视作飞点，该过滤方法在保留较小地物的情况下识别大部分飞点，但仍存在连续的数个点均为飞点的情况，此时考虑地物在相邻断面间的连续性，即在相邻两个断面内，地物会连续出现在相同位置，而飞点往往仅出现在单独的断面中，判断点在相邻断面内的连续性来过滤飞点，若相邻断面的同样位置均出现了扫描点，则不是飞点；S3.3：侵限点聚类和展示，考虑到实时限界检测对解算效率的高要求，对侵限点聚类以点的连续性为依据，将侵限点按照索引值排列，对于每个侵限点，若其与上个侵限点的索引差值和距离均在阈值范围内，则其在同一组聚类中，否则认为其不在同一组聚类中，对侵限点云进行聚类后，需要对侵限物体进一步描述，计算聚类后侵限点集的面积和中心坐标，并通过语音实现对侵限情况的实时报警，以方便维护人员的进一步处理；利用实时获取的断面进行实时影像的生成，将断面内各点的激光强度值以拉伸的方法映射到0-255范围内，并依照点在断面内的索引顺序依次绘制在实时影像的同一列中，若该断面内存在侵限情况，则在侵限区域对应的像素添加红色标注，以方便侵限区域的定位，实时展示断面内所有点的分布，并以不同颜色区分侵限点和非侵限点；步骤4：结构变形解算，圆形盾构隧道变形后假定为椭圆，通过实时获取的断面点集进行圆形盾构隧道变形的常用指标计算，包括水平直径和椭圆度，首先利用断面点云数据拟合圆，利用稳健估计算法剔除粗差，并求解圆心坐标；随后使用基于稳健估计的直接最小二乘方法进行椭圆拟合，采用剔除粗差后点云并通过空间分布定权方法，保证拟合椭圆尽量与隧道实际内轮廓贴合，二次曲线的代数方程为式4.1，若要确保该二次曲线为椭圆，需要满足式4.2；采用搜索算法取得过圆心的最大直径和最小直径，隧道设计内径1，椭圆度按式4.3计算； 。

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