[發(fā)明專利]基于激光檢測的隧道病害檢測方法及隧道病害檢測裝置

在審

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• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113820328A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何衛(wèi)靈;金耀初;張宏輝;謝占功;陳健慶
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州利科科技有限公司
• 主分類號: G01N21/954
• 分類號: G01N21/954;G01N21/01;G01N29/04;G01D21/02;G01S19/14
• 代理公司: 廣州晟策知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44709
• 代理人: 鄭書鑫

1.基于激光檢測的隧道病害檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：放置設(shè)備，將多組位移機器人放置到待檢測隧道的內(nèi)壁上位移，檢測隧道點云數(shù)據(jù)，識別隧道內(nèi)壁上的裂縫及其深度，探測檢測隧道內(nèi)壁變形數(shù)據(jù)，檢測隧道內(nèi)壁垂直位移數(shù)據(jù)；

步驟二：模型構(gòu)建，在位移機器人移動的過程中，同步進行定位，同時，將定位數(shù)據(jù)和檢測的數(shù)據(jù)傳輸給后臺控制組，對其中的隧道點云數(shù)據(jù)進行點云抽稀封裝，并立體拉伸化，得到隧道三維模型；

步驟三：定位顯示，將GPS定位儀接入隧道三維模型，定位位移機器人的位置并在隧道三維模型中顯示位移機器人的移動路徑；

步驟四：病害標記，設(shè)定數(shù)據(jù)閾值模塊，從地質(zhì)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站獲取隧道病害的檢測閾值數(shù)據(jù)，接著將隧道病害的檢測閾值數(shù)據(jù)與位移機器人實時檢測數(shù)據(jù)進行對比，當出現(xiàn)數(shù)據(jù)超過閾值的時候，在隧道三維模型中對應(yīng)位置進行病害標記；

步驟五：病害判斷，當位移機器人走完隧道整個路程的時候，完整的隧道三維模型構(gòu)建完成，隧道三維模型中標注了所有的病害標記，以此判斷各種病害對隧道整體的影響；

步驟六：實景觀察，當維護人員對病害標記存在疑問的時候，啟動拍攝功能，打開CCD攝像頭對隧道內(nèi)壁進行實時實景拍攝觀察。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光檢測的隧道病害檢測方法，其特征在于：所述步驟二中，在接收數(shù)據(jù)的同時，利用儲存云盤儲存數(shù)據(jù)，利用時間記錄模塊在數(shù)據(jù)上標上相應(yīng)的時間。

3.基于激光檢測的隧道病害檢測裝置，包括檢測設(shè)備組和后臺控制組，其特征在于：所述檢測設(shè)備組包括位移機器人、儀器部、通訊部和定位部，所述儀器部、定位部均設(shè)在位移機器人上，且儀器部包括三維激光掃描儀、CCD攝像頭、超聲波裂縫檢測儀、激光收斂計和非接觸式靜力水準儀，所述通訊部與后臺控制組無線連接并傳輸儀器部和定位部的數(shù)據(jù)；

所述后臺控制組包括總控計算機和基于總控計算機的模型構(gòu)建模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)對比模塊、數(shù)據(jù)閾值設(shè)定模塊和現(xiàn)場監(jiān)控模塊，所述三維激光掃描儀記錄隧道點云數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)分析模塊包括數(shù)據(jù)處理器和儲存模塊，所述數(shù)據(jù)處理器連接通訊部接收隧道點云數(shù)據(jù)并對點云數(shù)據(jù)進行點云抽稀封裝，所述模型構(gòu)建模塊將封裝后的數(shù)據(jù)立體拉伸化，得到隧道三維模型，所述定位部接入隧道三維模型，用于定位位移機器人的位置并在隧道三維模型中顯示位移機器人的移動路徑，所述數(shù)據(jù)閾值模塊具備搜索引擎，接入地質(zhì)數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站，獲取隧道病害的檢測閾值數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)對比模塊包括對比部和病害標記部，所述數(shù)據(jù)處理器連接通訊部接收超聲波裂縫檢測儀、激光收斂計和非接觸式靜力水準儀的數(shù)據(jù)，所述對比部接入數(shù)據(jù)處理器將數(shù)據(jù)閾值模塊中的檢測閾值數(shù)據(jù)與實時接收數(shù)據(jù)進行對比，所述病害標記部根據(jù)對比結(jié)果配合定位部在隧道三維模型中對應(yīng)位置進行標記。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光檢測的隧道病害檢測裝置，其特征在于：所述檢測設(shè)備組設(shè)有多組，所述位移機器人下設(shè)有吸附組件，且吸附組件用于將位移機器人吸附在隧道內(nèi)壁上進行移動檢測。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光檢測的隧道病害檢測裝置，其特征在于：所述定位部為GPS定位儀，所述通訊部包括5G通訊芯片和小型通訊基站。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光檢測的隧道病害檢測裝置，其特征在于：所述超聲波裂縫檢測儀通過超聲波的探測識別隧道內(nèi)壁上的裂縫及其深度，所述激光收斂計探測檢測隧道內(nèi)壁變形數(shù)據(jù)，所述非接觸式靜力水準儀檢測隧道內(nèi)壁垂直位移數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光檢測的隧道病害檢測裝置，其特征在于：所述儲存模塊包括儲存云盤和時間記錄模塊，所述儲存云盤儲存儀器部和定位部記錄的數(shù)據(jù)，所述時間記錄模塊對儀器部、定位部記錄的數(shù)據(jù)標上時間。