隧道激光扫描机器人

自动快速高精检测

结合深度学习点云分割和几何规则解译，实现地铁隧道纵向变形的全自动、高精度测量，替代传统人工逐环检测。

Yong, Feng · Zhang, Xiaolei · 冯世进 · 赵勇 · 孔庆钊 · 78281384

Tunnelling and Underground Space Technology 2025

参数信息

平均变形测量误差

1.18 mm

变形测量误差标准差

0.77 mm

点云分割 mIoU

86.47 %

点云分割总体精度

96.89 %

点云分割平均精度

90.86 %

点云分割平均召回率

93.56 %

数据集点数

529054609

技术优势

全自动测量

从点云采集到变形计算全程无需人工干预，四足机器人自主移动扫描，分割网络自动提取管片点云，变形解译方案自动计算错台量。

精度逼近人工

变形计算方案的误差与游标卡尺测量相当，平均误差 1.18 mm、标准差 0.77 mm，在可接受范围内，具备替代人工的精度水平。

分割精度高

TPSegNet 在自建隧道点云数据集上 mIoU 达 86.47%，能从海量点云中可靠分离出管片，为后续变形计算提供高质量输入。

应用场景

• 地铁隧道检测：自动扫描并测量纵向变形，替代人工逐环检测，缩短巡检周期。
• 隧道结构监测：定期获取全线变形数据，为结构安全评估和风险预警提供量化依据。
• 激光扫描测量：机器人搭载激光扫描仪快速采集隧道内壁高密度点云，用于变形分析。
• 机器人自主巡检：四足机器人自主行走，无需人工引导即可完成隧道扫描任务。