[發(fā)明專利]一種隧道檢測多傳感器集成平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510870169.7
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105352550B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李清泉;章麗萍;曹民;周瑾;謝俊;徐學(xué)文
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01C11/00
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

本發(fā)明公開了一種隧道檢測多傳感器集成平臺，包括安裝底座，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支架，自動鎖緊機構(gòu)、手動鎖緊機構(gòu)，相機支架、LED燈支架、紅外熱像儀支架和激光掃描儀支架，以及控制與驅(qū)動單元；旋轉(zhuǎn)支架上集成相機、紅外熱像儀和輔助光源等多類傳感器，旋轉(zhuǎn)支架能自動繞中心旋轉(zhuǎn)任意角度并自動鎖止，維持高速運行環(huán)境下的相對穩(wěn)定；并具有靈活的傳感器固定及精密調(diào)整機構(gòu)和可靠的鎖緊裝置，確保隧道檢測車能以0?80Km/h的時速進(jìn)行檢測，無交通限制情況下快速連續(xù)的測量隧道，平臺可作為獨立設(shè)備安裝在汽車、火車等移動載體上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種隧道檢測多傳感器集成平臺。

背景技術(shù)

在公路、鐵路和城市軌道交通體系中，隧道都占有極其重要的地位，保證隧道質(zhì)量和安全是最基本要求，由于隧道與地下工程是處于千變?nèi)f化的巖體之中，其所受外力是不明確的，迄今為止，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界對外荷體系的分布和量值還處于研究階段，這就決定了隧道與地下工程設(shè)計是建立在若干假定條件下進(jìn)行的，隧道與地下工程的成形過程，自始至終都存在著受力狀態(tài)變化這一特性，因此，隧道的日常檢測顯得尤為重要。隧道檢測中最關(guān)心的隧道病害是襯砌結(jié)構(gòu)病害、襯砌腐蝕、水害和凍害等，病害表現(xiàn)形式有裂縫、變形、滲水、漏水、結(jié)冰和脫空等，世界隧道快速病害檢測技術(shù)處于起步階段，是世界交通領(lǐng)域亟待突破的世界難題，世界各國日常檢測都采用人工作業(yè)方法，效率低下、事故頻發(fā)并影響交通。

隧道快速檢測是以移動平臺如汽車、軌道平板車等為基礎(chǔ)，結(jié)合多傳感器集成實現(xiàn)。隧道不同病害表現(xiàn)出不同的可測量特征，需要采用不同的傳感器獲取病害特征數(shù)據(jù)，如襯砌裂縫采用CCD相機獲取襯砌表面灰度圖像，通過后處理的方法提取裂縫信息；襯砌變形通過激光雷達(dá)等傳感器獲取隧道三維點云，基于點云獲取隧道斷面，計算隧道變形；隧道的水害包括滲水、漏水、脫空等由于具有典型的溫度效應(yīng)即病害出表面溫度與非病害出有較大差異，一般采用獲取紅外溫度場數(shù)據(jù)，基于溫度場數(shù)據(jù)提取病害信息等。此外，由于隧道一般沒有GPS/BD定位信息,而病害又需要精確定位，因而還需要考慮隧道內(nèi)的高精度定位方法，一般都采用DMI/GPS/INS或CCD靶標(biāo)方法，最后，隧道內(nèi)部照明條件差，需要提供輔助照明如LED陣列燈，大功率激光器陣列等。無論如何，要完成隧道的快速檢測，必須集成多種類、多工作模式、多頻率的各種傳感器，為了滿足測量精度，還必須在高速運動狀況下維持傳感器間相對關(guān)系，因此，設(shè)計一個可靠的傳感器集成平臺是最基礎(chǔ)的工作。

傳感器集成平臺可以集成多種類型傳感器和維持其相對關(guān)系，平臺要求可以在不同車載平臺如汽車、火車上安裝，可以實現(xiàn)不同規(guī)格尺寸的隧道測量，限于傳感器性能指標(biāo)和成本因素，對某些隧道如公路隧道，由于超寬隧道的存在，無法一次完成隧道整體測量，往往只能實現(xiàn)行駛側(cè)隧道數(shù)據(jù)采集和測量，即公路隧道檢測分兩次完成，每次測量都只采集行駛測數(shù)據(jù)，而軌道交通隧道則可以一次完成整個隧道數(shù)據(jù)采集。因此，安裝平臺需要支持基于平臺中心自動旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同的測量需求。

當(dāng)前，隧道快速病害檢測技術(shù)處于起步階段，是世界交通領(lǐng)域亟待突破的世界難題，國際上有日本和德國相關(guān)科研機構(gòu)開展相關(guān)技術(shù)研究，處理研究驗證階段。而且都沒有實現(xiàn)多指標(biāo)集成檢測，也沒有相關(guān)的傳感器集成平臺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種隧道檢測多傳感器集成平臺，滿足對不同車道的隧道進(jìn)行全幅檢測。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種隧道檢測多傳感器集成平臺，包括安裝底座，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支架，自動鎖緊機構(gòu)、手動鎖緊機構(gòu)，相機支架、LED燈支架、紅外熱像儀支架和激光掃描儀支架，以及控制與驅(qū)動單元；

所述安裝底座安裝在檢測車上，安裝底座上安裝有：用于檢測所述旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)位置的自鎖位置傳感器，用于安全保護(hù)的限位傳感器和機械防撞塊，用于鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架的自動鎖緊機構(gòu)和手動鎖緊機構(gòu)；

所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過軸心安裝在所述安裝底座上，用于支撐及驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)；