研究背景与问题

矿山巷道的三维变形测量对于保障矿井安全生产和智能化管控具有重要意义。然而，传统的三维激光雷达设备存在数据量大、处理速度慢等问题，难以满足实时测量需求。同时，这些设备体积较大，便携性较差，不适合在狭小的巷道中进行测量。因此，本文针对这些问题，提出了便携式测量系统的研究与开发，以实现快速、精准的巷道变形测量。

研究方法

本文设计了一种低成本、便携式的实时三维重建测量系统。该系统主要由轻量化2D激光扫描仪和惯性测量单元（IMU）组成。轻量化2D激光扫描仪用于采集巷道表面的点云数据，IMU则用于测量系统的姿态和速度信息。通过融合IMU和激光扫描仪的数据，可以实时获取巷道的三维空间信息。

核心结果

在实验中，所提出的便携式测量系统在多个实际巷道中进行了测试。实验结果表明，该系统能够实现实时、快速的三维变形测量，其测量精度可达毫米级。与传统三维激光雷达相比，该系统具有体积小、重量轻、成本低的优点，更适合在狭小的巷道中进行测量。此外，通过对系统进行优化，可以提高其抗干扰能力和适应性，从而更好地满足实际测量需求。

结论与意义

本文提出的便携式测量系统在巷道变形测量中具有显著优势。该系统不仅可以满足矿山安全生产和智能化管控的需求，还具有以下意义： 1. 提高了巷道变形测量的实时性和准确性； 2. 降低了对测量设备的成本投入； 3. 为矿山巷道安全管理提供了新的技术手段。 综上所述，本研究为巷道变形测量技术的发展提供了有益的探索，有助于提高我国矿山安全生产水平。