[發明專利]一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統

在審

• 申請號: 201811394641.4
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109635361A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 金浩;余朔;田清榮;周順華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

1.一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，包括：

分布式光纖位移傳感器，沿管片環向走向布設于盾構隧道中部，其用于監測盾構隧道環向每一塊管片的變形量，以此檢測盾構隧道結構的收斂變形值；

分布式光纖溫度傳感器，平行于分布式光纖位移傳感器設置，其用于檢測出溫度場突變區域，以此檢測盾構隧道滲漏的位置坐標；

光纖光柵位移傳感器，設于盾構隧道結構縱縫的邊緣部位、拱腰及拱底處的環縫部位，其用于測量兩個光纖光柵反射中心波長發生的漂移，以此來檢測盾構隧道結構接縫的張開，錯臺以及接縫處裂縫的寬度；

VR仿真裝置，包括相互連接的數據分析單元和和VR虛擬展示單元，所述的數據分析單元與分布式光纖位移傳感器、分布式光纖溫度傳感器和光纖光柵位移傳感器無線連接，所述的數據分析單元用于采集分布式光纖位移傳感器、分布式光纖溫度傳感器和光纖光柵位移傳感器獲得的結構病害數據，并實時計算盾構隧道的結構內力數據，所述的VR虛擬展示單元用于將數據分析部件得到的結構內力數據繪制出盾構隧道的結構病害效果圖，并以VR的形式展示給使用者。

2.根據權利要求1所述的一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，所述的分布式光纖位移傳感器、分布式光纖溫度傳感器和光纖光柵位移傳感器上均設有ZigBee協調器，ZigBee協調器用于將傳感器檢測得到的結構病害信息傳送給數據分析單元。

3.根據權利要求2所述的一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，所述的數據分析單元包括微處理器和儲存設備，所述的儲存設備用于接收ZigBee協調器傳送出的結構病害信息，所述的微處理器用于讀取儲存設備中的結構病害信息和建立盾構隧道結構計算模型，并將結構病害信息加載于盾構隧道結構計算模型中，計算出盾構隧道結構病害的結構內力數據。

4.根據權利要求3所述的一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，所述的數據分析單元還包括健康狀態評價模塊，健康狀態評價模塊用于建立安全評估模型，并根據數據分析單元得到的構隧道結構病害的結構內力數據對不同區域、不同階段下盾構隧道結構的安全狀態進行分級評估，將評估結果顯示到VR虛擬展示單元中。

5.根據權利要求4所述的一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，所述的VR虛擬展示單元包括用于人體穿戴的VR頭盔顯示器和VR交互數據手套，所述的VR頭盔顯示器用于將微處理器計算得到的盾構隧道結構病害的結構內力數據換為曲線或彩圖，并展示在使用者眼前，所述的VR交互數據手套用于穿戴后的人機交互。

6.根據權利要求5所述的一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，盾構隧道結構病害的結構內力數據通過三維曲線和三維色彩塊的形式在VR頭盔顯示器中顯示。

7.根據權利要求5所述的一種基于VR仿真技術的盾構隧道智能監測系統，其特征在于，所述的人機交互為通過穿戴者手指的動作對虛擬盾構隧道結構模型中的物體進行抓取、移動和旋轉。