CN117232471B - 一种高速公路隧道巡检系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速公路隧道巡检技术领域，提供了一种高速公路隧道巡检系统及方法，其中，高速公路隧道巡检系统包括：无人机；第一压力传感器，设于所述无人机上，用于对高速公路隧道内顶部的第一检测路径上各检测点进行压力检测；第二压力传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道内顶部的第二检测路径上各检测点进行压力检测；第一超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道内顶部的第三检测路径上各检测点进行测距；第二超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对地面进行测距。本发明的方案较为适用于在日常巡检中对隧道变形程度进行检测。

Description

一种高速公路隧道巡检系统及方法

技术领域

本发明涉及高速公路隧道巡检技术领域，具体涉及一种高速公路隧道巡检系统及方法。

背景技术

随着高速公路的不断发展，人们对高速公路隧道的安全性要求越来越高。而隧道的变形程度则是影响高速公路隧道安全性的重要因素之一。

目前，在高速公路隧道的日常巡检中，一般是只对高速公路隧道内的各种设备进行巡检，如高速公路隧道的照明设备、通风设备、交通诱导设备、环境监测设备、火灾消防设备、网络监控设备、视频监控设备、紧急电话设备、紧急广播设备等等，而很少对隧道的变形程度进行巡检，而且隧道变形程度的检测一般是需要相对较为专业的检测设备进行检测，检测时间也比较长，检测成本较大，这就不太适用于日常的巡检中。

发明内容

本发明提供了一种高速公路隧道巡检系统及方法，较为适用于在日常巡检中对隧道变形程度进行检测。

本说明书实施例的第一方面公开了一种高速公路隧道巡检系统，包括：

无人机；

第一压力传感器，设于所述无人机上，用于对高速公路隧道内顶部的第一检测路径上各检测点进行压力检测；

第二压力传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道内顶部的第二检测路径上各检测点进行压力检测；

第一超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道内顶部的第三检测路径上各检测点进行测距；

第二超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对地面进行测距；

其中，所述第一压力传感器和第二压力传感器对称设置；所述高速公路隧道内顶部开设有对称设置的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的开口和第二凹槽的开口均朝下设置，所述第一凹槽的内顶面和第二凹槽的内顶面均为水平面且高度一致，所述第一凹槽的内顶面为第一检测路径，所述第二凹槽的内顶面为第二检测路径，所述第一凹槽和第二凹槽之间的中间位置为第三检测路径。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

第三压力传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道一内侧面进行压力检测；

第四压力传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道一内侧面进行压力检测；

其中，所述第三压力传感器和第四压力传感器对称设置。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

第三超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道一内侧面进行测距；

第四超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道另一内侧面进行测距；

其中，所述第三超声波测距传感器和第四超声波测距传感器的测距方向相反且水平高度一致。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

陀螺仪，设于所述无人机，用于获取进行测距和压力检测时的旋转角度。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

2个伸缩装置，分别设于所述无人机与第一压力传感器之间、无人机与第二压力传感器之间，以调整所述无人机与第一压力传感器之间的距离，以及所述无人机与第二压力传感器之间的距离；

2个旋转装置，分别设于其中一个所述伸缩装置与第一压力传感器之间、另一个所述伸缩装置与第二压力传感器之间，以调整所述第一压力传感器和第二压力传感器的角度。

本说明书公开的一个实施例中，第一超声波测距传感器和/或第二超声波测距传感器配置有测距电路。

本说明书实施例的第二方面公开了一种高速公路隧道巡检方法，可以通过上述的高速公路隧道巡检系统实现，具体包括：

S1.控制无人机飞行在高速公路隧道内且该次无人机的飞行高度与上次巡检时的飞行高度一致；

S2.通过无人机上的第一压力传感器对第一检测路径上各检测点进行压力检测，得到第一压力数据；

S3.通过无人机上的第二压力传感器对第二检测路径上各检测点进行压力检测，得到第二压力数据；

S4.通过无人机上的第一超声波测距传感器对第三检测路径上各检测点进行测距，得到第一距离数据；

S5.通过无人机上的第二超声波测距传感器对地面进行测距，得到第二距离数据；

S6.将第一压力数据、第二压力数据、第一距离数据和第二距离数据共同作为巡检结果；

其中，所述第一压力传感器和第二压力传感器对称设置；所述高速公路隧道内顶部开设有对称设置的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的开口和第二凹槽的开口均朝下设置，所述第一凹槽的内顶面和第二凹槽的内顶面均为水平面且高度一致，所述第一凹槽的内顶面为第一检测路径，所述第二凹槽的内顶面为第二检测路径，所述第一凹槽和第二凹槽之间的中间位置为第三检测路径。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机上的第三压力传感器对高速公路隧道一内侧面进行压力检测，得到第三压力数据；

通过无人机上的第四压力传感器对高速公路隧道一内侧面进行压力检测，得到第四压力数据；

将第三压力数据和第四压力数据也作为巡检结果。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机上的第三超声波测距传感器对高速公路隧道一内侧面进行测距，得到第三距离数据；

通过无人机上的第四超声波测距传感器对高速公路隧道另一内侧面进行测距，得到第四距离数据；

将第三距离数据和第四距离数据也作为巡检结果。

本说明书公开的一个实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机上的陀螺仪获取进行测距和压力检测时的旋转角度；

当进行巡检时该次巡检时的压力数据对应的旋转角度与上次巡检时的该数据对应的旋转角度不一致时，通过无人机上的伸缩装置和旋转装置，调整第一压力传感器和/或第二压力传感器，以使两次巡检时第一压力传感器和/或第二压力传感器检测时的高度和角度一致，进而消除旋转角度不一致带来的检测误差。

本说明书实施例至少可以实现以下有益效果：

本发明的高速公路隧道巡检系统对隧道的变形程度进行巡检的检测时间较短，检测过程较为简单，只需控制无人机沿高速公路隧道的内顶部（内侧面）飞行即可；而且检测成本较小，只需要能够搭载本发明涉及的各个部件（如各个传感器）的无人机和相应的无人机控制系统即可；较为适用于在日常巡检中对隧道变形程度进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例中所涉及的高速公路隧道巡检系统的应用示意图。

图2为本发明一些实施例中所涉及的主控芯片U1的连接示意图。

图3为本发明一些实施例中所涉及的晶振Y1的连接示意图。

图4为本发明一些实施例中所涉及的电阻R10的连接示意图。

图5为本发明一些实施例中所涉及的发射晶体J1的连接示意图。

图6为本发明一些实施例中所涉及的接收晶体J2的连接示意图。

图7为本发明一些实施例中所涉及的多路复用器U2的连接示意图。

图8为本发明一些实施例中所涉及的运放U4的连接示意图。

附图标记：

1、无人机；11、第一压力传感器；12、第二压力传感器；13、第一超声波测距传感器；14、第二超声波测距传感器；15、第三压力传感器；16、第四压力传感器；17、第三超声波测距传感器；18、第四超声波测距传感器；

2、高速公路隧道内顶部；21、第一凹槽；22、第二凹槽；3、地面；4、高速公路隧道一内侧面；5、高速公路隧道另一内侧面。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本说明书实施例的第一方面公开了一种高速公路隧道巡检系统，包括：

无人机1；

第一压力传感器11，设于无人机1上，用于对高速公路隧道内顶部2的第一检测路径上各检测点进行压力检测；

第二压力传感器12，设于无人机1上，用于对高速公路隧道内顶部2的第二检测路径上各检测点进行压力检测；

第一超声波测距传感器13，设于无人机1上，用于对高速公路隧道内顶部2的第三检测路径上各检测点进行测距；

第二超声波测距传感器14，设于无人机1上，用于对地面3进行测距；

其中，第一压力传感器11和第二压力传感器12对称设置；高速公路隧道内顶部2开设有对称设置的第一凹槽21和第二凹槽22，第一凹槽21的开口和第二凹槽22的开口均朝下设置，第一凹槽21的内顶面和第二凹槽22的内顶面均为水平面且高度一致，第一凹槽21的内顶面为第一检测路径，第二凹槽22的内顶面为第二检测路径，第一凹槽21和第二凹槽22之间的中间位置为第三检测路径。

应当理解的是，无人机1及其控制系统为现有技术，在此不再复述；第一压力传感器11、第二压力传感器12、第一超声波测距传感器13和第二超声波测距传感器14可以采用现有的设备或参考下述实施例的方案，第一压力传感器11和第二压力传感器12可以选用滚轮式压力传感器。

巡检时，控制无人机1沿高速公路隧道内顶部2飞行，如无人机1从隧道入口飞入，通过第一压力传感器11对第一检测路径上的第一个检测点进行压力检测，得到第一个压力数据，如此类推，通过第一压力传感器11检测完第一检测路径上的所有检测点，得到多个压力数据（即为下述的第一压力数据）；同理，通过第二压力传感器12得到多个压力数据（即为下述的第二压力数据）。

同时，通过第一超声波测距传感器13对高速公路隧道内顶部2的第三检测路径上的第一个检测点进行测距，得到第一个距离数据，如此类推，通过第一超声波测距传感器13检测完第三检测路径上的所有检测点，得到多个距离数据（即为下述的第一距离数据）；同理，通过第二超声波测距传感器14得到多个距离数据（即为下述的第二距离数据）。

当完成测压和测距后，无人机1从隧道出口飞出，即第一凹槽21和第二凹槽22是从隧道入口延伸到隧道出口的，所以无人机1也可以从隧道出口飞入、从隧道入口飞出进行巡检的。

清楚的是，假设第一次巡检时，得到第一压力数据P1（P11...P1n）和第二压力数据P2（P21...P2n）；第二次巡检时，得到第一压力数据P3（P31...P3n）和第二压力数据P4（P41...P4n）；当在无人机1的两次巡检的飞行情况一致（如飞行高度一致，飞行姿势一致等）时，比较P1和P3，若有数据不一致，说明不一致的数据对应的检测点位置发生了变形；同理，比较P2和P4，若有数据不一致，说明不一致的数据对应的检测点位置发生了变形；不一致的数据越多，说明发生变形的地方越多，隧道变形程度越严重。其中，P1和P2互为对照组，因为只有一组数据P1和P3比较时，数据的可靠性较低，而有P1和P3、P2和P4分别进行比较，能够提高数据的可靠性。

假设第一次巡检时，得到第一距离数据La1（La11...La1n）和第二距离数据La2（La21...La2n），第一超声波测距传感器13的检测端到第二超声波测距传感器14的检测端之间的垂直距离为Lx，即图1中标注的La11+Lx+La21等于第三检测路径上的第一个检测点到地面3的垂直距离H1，La1n+Lx+La2n等于第三检测路径上的最后一个检测点到地面3的垂直距离Hn；第二次巡检时，得到第一距离数据La3（La31...La3n）和第二距离数据La4（La41...La4n），当两次的H1不一致，即La11+Lx+La21≠La31+Lx+La41时，说明第三检测路径上的第一个检测点处或地面3发生了变形；如此类推，H1....Hn中，越多的数据不一致，说明发生变形的地方越多，隧道变形程度越严重。

而且当两次的H1不一致时，比较La11和La31，若不一致，说明是第三检测路径上的第一个检测点处发生了变形；比较La21和La41，若不一致，说明是地面3发生了变形。

综上，随着巡检次数越多，可以根据检测数据清楚体现出隧道的变形状况，较为适用于在日常巡检中对隧道变形程度进行检测。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

第三压力传感器15，设于无人机1上，用于对高速公路隧道一内侧面4的第一路径进行压力检测；

第四压力传感器16，设于无人机1上，用于对高速公路隧道一内侧面4的第二路径进行压力检测；

其中，第三压力传感器15和第四压力传感器16对称设置。

本实施例中，控制无人机1沿高速公路隧道一内侧面4飞行，通过第三压力传感器15得到第三压力数据，通过第四压力传感器16得到第四压力数据，先后两次巡检得到的第三压力数据和第四压力数据的比较过程，与上述的第一压力数据和第二压力数据的比较过程类似，在此不再复述；通过第三压力数据和第四压力数据可以判断高速公路隧道一内侧面4的变形程度；第三压力数据和第四压力数据可以互为对照组，以提高数据的可靠性。同理，控制无人机1沿高速公路隧道另一内侧面5飞行，即可判断高速公路隧道另一内侧面5的变形程度；高速公路隧道一内侧面4和高速公路隧道另一内侧面5为高速公路隧道内相对的两个内侧面。通过高速公路隧道的内顶部、内侧面和地面3的变形程度，可以较为准确判断出高速公路隧道整体的变形程度。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

第三超声波测距传感器17，设于无人机1上，用于对高速公路隧道一内侧面4进行测距；

第四超声波测距传感器18，设于无人机1上，用于对高速公路隧道另一内侧面5进行测距；

其中，第三超声波测距传感器17和第四超声波测距传感器18的测距方向相反且齐平（即处于同一水平面）。

本实施例中，控制无人机1沿高速公路隧道一内侧面4飞行，通过第三超声波测距传感器17得到第三测距数据，通过第四超声波测距传感器18得到第四测距数据；假设第一次巡检时，得到第三距离数据Lb1（Lb11...Lb1n）和第四距离数据Lb2（Lb21...Lb2n），第三超声波测距传感器17的检测端到第四超声波测距传感器18的检测端之间的水平距离为Ly，即图1中标注的Lb11+Ly+Lb21等于高速公路隧道的内侧面之间的检测时同一水平高度处的第一个检测点的水平距离M1，Lb1n+Ly+Lb2n等于最后一个检测点的水平距离Mn；第二次巡检时，得到第一距离数据Lb3（Lb31...Lb3n）和第二距离数据Lb4（Lb41...Lb4n），当两次的M1不一致，即Lb1n+Ly+Lb2n≠Lb31+Ly+Lb41时，说明检测时同一水平高度处的第一个检测点处的两个内侧面发生了变形；如此类推，M1....Mn中，越多的数据不一致，说明发生变形的地方越多，隧道变形程度越严重。

而且当两次的M1不一致时，比较Lb11和Lb31，若不一致，说明是第三超声波测距传感器17检测的第一个检测点处的内侧面发生了变形；比较Lb21和Lb41，若不一致，说明是第四超声波测距传感器18检测的第一个检测点处的内侧面发生了变形。同理，控制无人机1沿高速公路隧道另一内侧面5飞行，分析说明参照上述，可以从另一角度判断隧道变形程度，两者互为对照，提高数据的可靠性和隧道变形程度判断的准确性。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

陀螺仪，设于无人机1，用于获取进行测距和压力检测时的旋转角度。

本实施例中，通过陀螺仪获取进行测距和压力检测时的旋转角度，即第一压力数据、第二压力数据、第一距离数据和第二距离数据分别对应有旋转角度，通过比较两次巡检时两个第一压力数据对应的旋转角度，若旋转角度不一致，则说明检测时无人机1不是在同样的飞行姿态下进行检测的，那么相应的第一压力数据的可靠性就不高，可以将相应的第一压力数据不作为巡检结果，仅作为数据记录下来。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检系统还包括：

2个伸缩装置，分别设于无人机1与第一压力传感器11之间、无人机1与第二压力传感器12之间，以调整无人机1与第一压力传感器11之间的距离，以及无人机1与第二压力传感器12之间的距离；

2个旋转装置，分别设于其中一个伸缩装置与第一压力传感器11之间、另一个伸缩装置与第二压力传感器12之间，以调整第一压力传感器11和第二压力传感器12的角度。

本实施例中，伸缩装置和旋转装置均为现有装置，伸缩装置可以为具有伸缩功能的装置，如气缸、液压缸、伸缩杆等，旋转装置可以为具有旋转功能的装置，如转角缸、电动旋转装置、360度旋转装置等。

通过无人机1上的陀螺仪获取进行测距和压力检测时的旋转角度；当进行巡检时该次巡检时的压力数据对应的旋转角度与上次巡检时的该数据对应的旋转角度不一致时，通过无人机1上的伸缩装置和旋转装置，调整第一压力传感器11和/或第二压力传感器12，以使两次巡检时第一压力传感器11和/或第二压力传感器12检测时的高度和角度一致，进而消除旋转角度不一致带来的检测误差。

在一些实施例中，第一超声波测距传感器13和/或第二超声波测距传感器14和/或第三超声波测距传感器17和/或第四超声波测距传感器18配置有测距电路，如图2至图8所示，测距电路包括主控芯片U1、多路复用器U2、反相器U3A、反相器U3B、反相器U3C、反相器U3D、反相器U3E、反相器U3F、晶振Y1、发射晶体J1、接收晶体J2、三极管Q1、运放U4、运放U5、运放U6、放大器U7、电容C1、电容C2、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、电容C41、电容C42、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、变阻器RP1、变阻器RP2、变阻器RP3、变阻器RP4、变阻器RP5、变阻器RP6、变阻器RP7和变阻器RP8。

主控芯片U1的引脚25通过电容C11接地，主控芯片U1的引脚17与电阻R12的一端、接地的电容C16和接地的电容C17连接，主控芯片U1的引脚27与电阻R11的一端、接地的电容C14和接地的电容C15连接，主控芯片U1的引脚37与电阻R10的一端、接地的电容C12和接地的电容C13连接，电阻R10的另一端、电阻R11的另一端和电阻R12的另一端相连后外接电压端+3.3V，主控芯片U1的引脚38与晶振Y1的引脚1和接地的电容C21连接，主控芯片U1的引脚39与晶振Y1的引脚4和接地的电容C20连接，主控芯片U1的引脚10与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与三极管Q1的基极和接地的电阻R8连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R6的一端和反相器U3F的输入端连接，电阻R6的另一端与反相器U3F的正极、反相器U3A的正极、反相器U3B的正极和接地的电容C8连接后外接电压端V1，反相器U3F的输出端与反相器U3A的输入端、反相器U3E的输入端和反相器U3D的输入端连接，反相器U3A的输出端与反相器U3B的输入端和反相器U3C的输入端连接，反相器U3B的输出端与反相器U3C的输出端和电容C10的一端连接，反相器U3E的输出端与反相器U3D的输出端和电容C9的一端连接，电容C10的一端与电阻R9的一端和发射晶体J1的一端连接，电容C9的一端与电阻R9的另一端和发射晶体J1的另一端连接。

接收晶体J2一端接地，另一端与电容C25的一端和接地的电阻R14的连接，电容C25的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与电容C19的一端、电阻R15的一端和放大器U7的反相端连接，放大器U7的同相端与电阻R18的一端、接地的电阻R19、接地的电容C23和接地的电容C22连接，电阻R18的另一端外接电压端+3.3V，放大器U7的正极与电阻R17的一端、接地的电容C18和接地的电容C24连接，电阻R17的另一端外接电压端+3.3V，放大器U7的负极接地，放大器U7的输出端与电阻R15的另一端、电容C19的另一端、运放U4的同相端、接地的电阻R20和接地的电阻R21连接，运放U4的反相端和输出端相连后与电阻R23的一端连接，电容C31的正极与电容C32的一端、运放U4的正极和反馈引脚（引脚5）连接后外接电压端+5V，电容C31的负极与电容C32的另一端连接后接地，运放U4的负极与电容C33的负极和电容C34的一端连接后外接电压端-5V，电容C33的正极与电容C34的另一端连接后接地，运放U4的两个补偿引脚（引脚1和引脚8）分别与变阻器RP7的两个定端一一对应连接，变阻器RP7的滑动端外接电压端+5V。

电阻R23的另一端与运放U5的反相端、变阻器RP1的第一定端、变阻器RP2的第一定端、变阻器RP3的第一定端、变阻器RP4的第一定端和变阻器RP5的第一定端连接，运放U5的同相端通过电阻R24接地，电容C35的正极与电容C36的一端、运放U5的正极和反馈引脚（引脚5）连接后外接电压端+5V，电容C35的负极与电容C36的另一端连接后接地，运放U5的负极与电容C37的负极和电容C38的一端连接后外接电压端-5V，电容C37的正极与电容C38的另一端连接后接地，运放U5的两个补偿引脚（引脚1和引脚8）分别与变阻器RP8的两个定端一一对应连接，变阻器RP8的滑动端外接电压端+5V，运放U5的输出端与电阻R25的一端和多路复用器U2的引脚3连接，电阻R25的另一端与运放U6的反相端、电阻R26的一端和电阻R28的一端连接，电阻R26的另一端与变阻器RP6的滑动端连接，变阻器RP6的第一定端外接电压端-5V，变阻器RP6的第二定端接地，运放U6的同相端通过电阻R27接地，运放U6的正极与电容C39的正极和电容C40的一端连接后外接电压端+5V，电容C39的负极与电容C40的另一端连接后接地，运放U6的负极与电容C41的负极和电容C42的一端连接后外接电压端-5V，电容C41的正极与电容C42的另一端连接后接地，电阻R28的另一端与运放U6的输出端和主控芯片U1的引脚34连接。

多路复用器U2的引脚11、引脚10和引脚9分别与主控芯片U1的引脚15、引脚16和引脚19一一对应连接，多路复用器U2的引脚15与变阻器RP1的第二定端和滑动端连接，多路复用器U2的引脚1与变阻器RP2的第二定端和滑动端连接，多路复用器U2的引脚5与变阻器RP3的第二定端和滑动端连接，多路复用器U2的引脚2与变阻器RP4的第二定端和滑动端连接，多路复用器U2的引脚4与变阻器RP5的第二定端和滑动端连接，多路复用器U2的引脚16与接地的电容C1连接后外接电压端+5V，多路复用器U2的引脚7与接地的电容C2连接后外接电压端-5V。

本实施例中，没有描述到的器件、连接关系和型号参数参考图2至图8即可；各个电压端的设置可以根据实际需求进行设置；工作时，由主控芯片U1通过多个反相器向发射晶体J1传输电压信号，发射晶体J1向检测点发射超声波，超声波经检测点表面反射形成回波信号，通过接收晶体J2接收回波信号，回波信号经放大器U7进行初次放大后，通过由多路复用器U2、运放U4、运放U5和运放U6构成的多级自动放大电路进行信号放大，放大倍数一共分5个档位：32倍、16倍、8倍、4倍、1/2倍；放大信号最终传输到主控芯片U1。通过变阻器RP1、变阻器RP2、变阻器RP3、变阻器RP4、变阻器RP5、变阻器RP6、变阻器RP7和变阻器RP8可以调节放大参数。

本说明书实施例的第二方面公开了一种高速公路隧道巡检方法，可以通过上述的高速公路隧道巡检系统实现，具体包括：

S1.控制无人机1飞行在高速公路隧道内且无人机1该次的飞行高度与上次巡检时的飞行高度一致；

S2.通过无人机1上的第一压力传感器11对第一检测路径上各检测点进行压力检测，得到第一压力数据；

S3.通过无人机1上的第二压力传感器12对第二检测路径上各检测点进行压力检测，得到第二压力数据；

S4.通过无人机1上的第一超声波测距传感器13对第三检测路径上各检测点进行测距，得到第一距离数据；

S5.通过无人机1上的第二超声波测距传感器14对地面3进行测距，得到第二距离数据；

S6.将第一压力数据、第二压力数据、第一距离数据和第二距离数据共同作为巡检结果；

其中，第一压力传感器11和第二压力传感器12对称设置；高速公路隧道内顶部2开设有对称设置的第一凹槽21和第二凹槽22，第一凹槽21的开口和第二凹槽22的开口均朝下设置，第一凹槽21的内顶面和第二凹槽22的内顶面均为水平面且高度一致，第一凹槽21的内顶面为第一检测路径，第二凹槽22的内顶面为第二检测路径，第一凹槽21和第二凹槽22之间的中间位置为第三检测路径。

本实施例中，第一压力数据、第二压力数据、第一距离数据和第二距离数据的说明参考上述即可，在此不再复述。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机1上的第三压力传感器15对高速公路隧道一内侧面4的第一路径进行压力检测，得到第三压力数据；

通过无人机1上的第四压力传感器16对高速公路隧道一内侧面4的第二路径进行压力检测，得到第四压力数据；

将第三压力数据和第四压力数据也作为巡检结果。

本实施例中，第三压力数据和第四压力数据的说明参考上述即可，在此不再复述。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机1上的第三超声波测距传感器17对高速公路隧道一内侧面4进行测距，得到第三距离数据；

通过无人机1上的第四超声波测距传感器18对高速公路隧道另一内侧面5进行测距，得到第四距离数据；

将第三距离数据和第四距离数据也作为巡检结果。

本实施例中，第三距离数据和第四距离数据的说明参考上述即可，在此不再复述。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机1上的第五超声波测距传感器对高速公路隧道内顶部2的第一检测路径上各检测点进行测距，得到第五距离数据；

通过无人机1上的第六超声波测距传感器对高速公路隧道内顶部2的第二检测路径上各检测点进行测距，得到第六距离数据；

将第五距离数据和第六距离数据也作为巡检结果。

本实施例中，第五距离数据和第六距离数据的说明参考上述的第一距离数据和第二距离数据的说明即可，在此不再复述；通过第五距离数据和第六距离数据可以进一步提高检测的准确性和可靠性。

在一些实施例中，高速公路隧道巡检方法还包括：

通过无人机1上的陀螺仪获取进行测距和压力检测时的旋转角度；

当进行巡检时该次巡检时的压力数据对应的旋转角度与上次巡检时的压力数据对应的旋转角度不一致时，通过无人机1上的伸缩装置和旋转装置，调整第一压力传感器11和/或第二压力传感器12，以使两次巡检时第一压力传感器11和/或第二压力传感器12检测时的高度和角度一致，进而消除旋转角度不一致带来的检测误差。

综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。

以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高速公路隧道巡检系统，其特征在于，包括：

无人机；

第一压力传感器，设于所述无人机上，用于对高速公路隧道内顶部的第一检测路径上各检测点进行压力检测；

第二压力传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道内顶部的第二检测路径上各检测点进行压力检测；

第一超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道内顶部的第三检测路径上各检测点进行测距；

第二超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对地面进行测距；

其中，所述第一压力传感器和第二压力传感器对称设置；所述高速公路隧道内顶部开设有对称设置的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的开口和第二凹槽的开口均朝下设置，所述第一凹槽的内顶面和第二凹槽的内顶面均为水平面且高度一致，所述第一凹槽的内顶面为第一检测路径，所述第二凹槽的内顶面为第二检测路径，所述第一凹槽和第二凹槽之间的中间位置为第三检测路径。

2.根据权利要求1所述的高速公路隧道巡检系统，其特征在于，还包括：

第三压力传感器，设于所述无人机上，用于对高速公路隧道一内侧面进行压力检测；

第四压力传感器，设于所述无人机上，用于对所述高速公路隧道一内侧面进行压力检测；

其中，所述第三压力传感器和第四压力传感器对称设置。

3.根据权利要求1所述的高速公路隧道巡检系统，其特征在于，还包括：

第三超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对高速公路隧道一内侧面进行测距；

第四超声波测距传感器，设于所述无人机上，用于对高速公路隧道另一内侧面进行测距；

其中，所述第三超声波测距传感器和第四超声波测距传感器的测距方向相反且齐平。

4.根据权利要求1所述的高速公路隧道巡检系统，其特征在于，还包括：

陀螺仪，设于所述无人机，用于获取进行测距和压力检测时的旋转角度。

5.根据权利要求1所述的高速公路隧道巡检系统，其特征在于，还包括：

2个伸缩装置，分别设于所述无人机与第一压力传感器之间、无人机与第二压力传感器之间，以调整所述无人机与第一压力传感器之间的距离，以及所述无人机与第二压力传感器之间的距离；

2个旋转装置，分别设于其中一个所述伸缩装置与第一压力传感器之间、另一个所述伸缩装置与第二压力传感器之间，以调整所述第一压力传感器和第二压力传感器的角度。

6.根据权利要求1所述的高速公路隧道巡检系统，其特征在于，第一超声波测距传感器和/或第二超声波测距传感器配置有测距电路。

7.一种高速公路隧道巡检方法，通过权利要求1至6中任一项所述的高速公路隧道巡检系统实现，其特征在于，该方法包括：

S1.控制无人机飞行在高速公路隧道内且该次无人机的飞行高度与上次巡检时的飞行高度一致；

S2.通过无人机上的第一压力传感器对第一检测路径上各检测点进行压力检测，得到第一压力数据；

S3.通过无人机上的第二压力传感器对第二检测路径上各检测点进行压力检测，得到第二压力数据；

S4.通过无人机上的第一超声波测距传感器对第三检测路径上各检测点进行测距，得到第一距离数据；

S5.通过无人机上的第二超声波测距传感器对地面进行测距，得到第二距离数据；

S6.将第一压力数据、第二压力数据、第一距离数据和第二距离数据共同作为巡检结果。

8.根据权利要求7所述的高速公路隧道巡检方法，其特征在于，还包括：

通过无人机上的第三压力传感器对高速公路隧道一内侧面进行压力检测，得到第三压力数据；

通过无人机上的第四压力传感器对高速公路隧道一内侧面进行压力检测，得到第四压力数据；

将第三压力数据和第四压力数据也作为巡检结果。

9.根据权利要求7所述的高速公路隧道巡检方法，其特征在于，还包括：

通过无人机上的第三超声波测距传感器对高速公路隧道一内侧面进行测距，得到第三距离数据；

通过无人机上的第四超声波测距传感器对高速公路隧道另一内侧面进行测距，得到第四距离数据；

将第三距离数据和第四距离数据也作为巡检结果。

10.根据权利要求7所述的高速公路隧道巡检方法，其特征在于，还包括：

通过无人机上的陀螺仪获取进行测距和压力检测时的旋转角度；

当进行巡检时该次巡检时的压力数据对应的旋转角度与上次巡检时的该数据对应的旋转角度不一致时，通过无人机上的伸缩装置和旋转装置，调整第一压力传感器和/或第二压力传感器，以使两次巡检时第一压力传感器和/或第二压力传感器检测时的高度和角度一致，进而消除旋转角度不一致带来的检测误差。