三维激光扫描技术具有可对空间物体进行高分辨率和高精度检测的特点,已在轨道交通隧道建筑空间结构的检测领域得到了广泛应用。对隧道进行扫描检测的方式有两种:分站固定式扫描和轨道移动式扫描。与传统的分站固定式扫描相比,采用轨道移动式扫描效率较高,现场操作人员的劳动强度较低,并且扫描的数据质量较恒定,点云数据的处理量也较小。但是移动式激光扫描系统需要保障扫描数据与移动位置的严格同步以及在扫描行程中对扫描空间坐标系的准确设定。本论文在参考前期移动激光扫描原型系统的基础上,研究和设计了一个基于ARM嵌入式定位同步技术的轨道移动激光扫描系统。这个新型的系统具有定位同步可靠性高和移动平台姿态数据完整的优点,同时还可以电机助动,具有重量轻、体积小和耗能低等特点。论文首先研究了系统整体结构框架,论证了同步数据处理流程与方法的可行性,提出了应用模块化设计的实现方法。系统采用STM32微处理器作为核心数据处理单元,将光电编码器和二维倾角仪相结合用于实时检测平台的动态位置和水平面姿态,从而有效提供了空间数据动态三维坐标信息。系统设计中采用了将同步数据实时保存至SD卡中并通过RS232串口上传并且存储至上位机的双向保存机制,保障了数据存储的可靠性。相关的研究工作还延伸到实际工程应用方面,利用与移动激光扫描平台相关联的上位机,设计了与嵌入式系统之间的专门通信协议和Lab View工作界面,除了完成工作状态显示和同步数据存储外,还可向移动扫描系统发送指令来管理系统运行。本论文所论及的新型移动激光扫描平台是以嵌入式定位同步系统作为研究重点,分别在定位同步方法、功能实现方法、空间坐标检测和平台驱动方式等几个方面展开。研究工作还对设计完成的系统进行了功能验证和整体测试,结果表明系统基本达到了预定的研究目标。论文最后对系统数据误差来源及其可能的减少误差的办法和途径给予了分析。