CN203643348U - 一种基于多台相机的隧道综合检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道综合检测技术领域，公开了一种基于多台相机的隧道综合检测装置。该基于多台相机的隧道综合检测装置包括：检测车、套接固定在检测车后轮转轴上的增量式旋转编码器、第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机、第四线阵相机、交换机；第一线阵相机的镜头垂直朝向隧道的上顶面，第二线阵相机的镜头垂直朝向隧道的左侧面，第三线阵相机的镜头垂直朝向隧道的下底面，第四线阵相机的镜头垂直朝向隧道的右侧面；增量式旋转编码器的输出端分别电连接第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机和第四线阵相机；交换机的输入端分别电连接第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机和第四线阵相机，输出端电连接有工控机。

Description

一种基于多台相机的隧道综合检测装置

技术领域

本实用新型属于隧道综合检测技术领域，特别涉及一种基于多台相机的隧道综合检测装置。

背景技术

随着经济的飞速发展，我国的公路隧道建设日益受到人们的青睐。随着隧道数量的日益增加，我国公路隧道的修建技术也得到了长足的发展。但是隧道经过长时间的运行后，通常会出现隧道渗漏、衬砌开裂、衬砌变形、路面不平等质量问题，从而影响车辆通过隧道时的安全性。为了保证行车的安全性，因此需要定期对隧道的综合状况进行检测。

以往在对隧道质量的综合检测过程中，对于隧道渗漏、衬砌开裂和衬砌变形等问题，通常采用目测的方法，采用直尺、三角板以及钢尺等工具测出其裂缝宽度并予以记录。而对于路面状况的问题，通常采用平整度仪对隧道路面的平整度，车辙，构造深度等方面进行检测。但是这些测量方法由于通常采用人工进行测量，测量速度慢，测量效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种基于多台相机的隧道综合检测装置。该基于多台相机的隧道综合检测装置能够快速准确的对隧道的渗漏、开裂、变形以及路面状况等方面进行检测，从而为隧道的定期质量验收提供必要的技术支持。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。

一种基于多台相机的隧道综合检测装置，包括：用于在隧道内行驶的检测车、套接固定在检测车后轮转轴上的增量式旋转编码器、固定在检测车头部顶面的第一线阵相机、固定在检测车头部左侧面的第二线阵相机、固定在检测车头部前端面的第三线阵相机、固定在检测车头部右侧面的第四线阵相机、设置在检测车内的交换机；所述第一线阵相机的镜头垂直朝向隧道的上顶面，所述第二线阵相机的镜头垂直朝向隧道的左侧面，所述第三线阵相机的镜头垂直朝向隧道的下底面，所述第四线阵相机的镜头垂直朝向隧道的右侧面；

所述增量式旋转编码器的输出端分别电连接第一线阵相机的控制端、第二线阵相机的控制端、第三线阵相机的控制端和第四线阵相机的控制端；所述交换机的输入端分别电连接第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机和第四线阵相机，所述交换机的输出端电连接有工控机。

本实用新型的特点和进一步改进在于：

所述增量式旋转编码器用于实时采集检测车的行驶速度，并将实时产生的脉冲信号传送至第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机和第四线阵相机，所述第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机和第四线阵相机用于在受到脉冲信号的触发之后，实时采集隧道内表面的图像数据，用于将实时采集的隧道内表面的图像数据通过交换机发送至工控机；所述工控机用于实时存储交换机所传送过来的数据，并用于根据所述存储的数据，对隧道质量进行检测。

所述第一线阵相机位于检测车头部顶面的纵向中心线上，所述第三线阵相机位于检测车头部前端面的纵向中心线上，所述第二线阵相机距离隧道下底面的高度为检测车高度的一半，所述第四线阵相机距离隧道下底面的高度为检测车高度的一半。

所述第一线阵相机、第二线阵相机、以及第四线阵相机位于同一竖直平面内。所述第三线阵相机镜头的朝向与所述竖直平面平行，所述第三线阵相机与所述竖直平面之间的距离小于30cm。

所述第一线阵相机、第二线阵相机、第三线阵相机和第四线阵相机均采用raL4096-24gm线阵相机。

所述交换机的输出端通过网线电连接工控机的网口。

所述检测车内部设置有机柜，所述交换机和工控机固定在机柜（8）内部。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用增量式旋转编码器实时采集检测车的行驶速度信息，并将该信息转换成脉冲信号以触发高速线阵相机。四个相同型号的高速线阵相机采集隧道上顶面、左侧面、右侧面和下底面的隧道内表面信息，并将该信息以图像数据的形式传送给工控机进行存储。工控机接收完所有数据后，根据所接收的图像数据拼接得出整条隧道内表面的图像，然后再采用所编写好的程序对隧道的渗漏、开裂、变形等状况进行检测和识别。这种隧道综合检测方法检测准确，检测效率高，适合在隧道检测上广泛的使用。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的侧视示意图；

图2为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的主视示意图；

图3为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的电路连接示意图；

图4为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照图1，为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的侧视示意图；参照图2，为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的主视示意图。本实用新型实施例中，主要采用检测车9作为隧道图像采集的平台，检测车9为一普通车辆（例如轿车、卡车等）在该检测车上固定安装有相机触发单元、图像采集单元和识别检测单元。检测车9用于沿隧道中心线行驶。

相机触发单元为增量式旋转编码器6，其同轴套接固定在检测车9的后轮转轴上。增量式旋转编码器6可以实时的将检测车的行驶速度转换成周期性的脉冲信号，并将脉冲信号作为触发信号发送给图像采集单元。本实用新型实施例中，在检测车行驶之前，通过调节后轮转轴与增量式旋转编码器之间的传动比，使得检测车每前进1mm，增量式旋转编码器便产生一个脉冲信号。

图像采集单元包括至少四个型号相同的高速线阵相机和一个交换机，例如，图像采集单元包括第一线阵相机1、第二线阵相机2、第三线阵相机3、第四线阵相机4和交换机5。第一线阵相机1、第二线阵相机2、第三线阵相机3和第四线阵相机4均采用raL4096-24gm线阵相机。其中，第一线阵相机1固定在检测车9头部顶面的纵向中心线上，第三线阵相机3固定在检测车9头部前端面的纵向中心线上。第二线阵相机2固定在检测车9头部左侧面（以检测车9的前进方向为向前的方向），第四线阵相机4固定在检测车9头部右侧面。第二线阵相机2距离隧道下底面的高度与第四线阵相机4距离隧道下底面的高度相同，均为检测车9高度的一半。当检测车9位于隧道的入口处，此时，调整第三线阵相机3的安装高度，使第三线阵相机3距离隧道下底面的距离与第一线阵相机1距离隧道上顶面的距离相等。第一线阵相机1的镜头垂直朝向隧道的上顶面，第二线阵相机2的镜头垂直朝向隧道的左侧面，第三线阵相机3的镜头垂直朝向隧道的下底面，第四线阵相机4的镜头垂直朝向隧道的右侧面，这四个线阵相机用于对应采集隧道上顶面、左侧面、下底面、右侧面的实时图像数据。第一线阵相机1、第二线阵相机2、以及第四线阵相机4位于同一竖直平面内。第三线阵相机3镜头的朝向与竖直平面平行，第三线阵相机3与该竖直平面之间的距离小于30cm。

本实用新型实施例中，识别检测单元为工控机7，在检测车9内还固定有机柜8，工控机7和交换机5固定在机柜8的内部，这样可以提高两个器件的可靠性和稳定性。

参照图3，为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的电路连接示意图。增量式旋转编码器6的输出端分别电连接第一线阵相机1的控制端、第二线阵相机2的控制端、第三线阵相机3的控制端和第四线阵相机4的控制端。增量式旋转编码器6用于将产生的脉冲信号发送给上述四个线阵相机，从而触发这四个线阵相机。

交换机5的输入端分别电连接第一线阵相机1、第二线阵相机2、第三线阵相机3和第四线阵相机4，交换机5的输出端通过网线电连接工控机7的网络端口。对于这四个线阵相机中的任一线阵相机来说，每接收到增量式旋转编码器6所发送的一个脉冲信号，即拍摄一行隧道的图像数据。每拍摄完成4096行图像数据后，就将该4096行的图像数据通过交换机5发送至工控机7。工控机7对接收的图像数据进行存储，当车辆停止行驶后，工控机7根据存储的所有的图像数据，并采用图像拼接算法可以计算得到整条隧道内表面的图像。然后就可以对隧道的渗漏、开裂、变形等状况进行检测和识别。

参照图4，为本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的工作流程示意图。该本实用新型的一种基于多台相机的隧道综合检测装置的工作流程如下：当检测车从隧道入口处开始沿着隧道中心线向隧道出口处行驶时，增量式旋转编码器开始实时的对检测车的行驶速度进行采集，（在检测车未行驶之前，通过调节后轮转轴与增量式旋转编码器之间的传动比，使得检测车每前进1mm，增量式旋转编码器便产生一个脉冲信号）。增量式旋转编码器将所产生的脉冲信号同时发送给四个高速线阵相机，四个高速线阵相机每接收到一个脉冲信号，便对隧道的上顶面、左侧面、右侧面和下底面的图像数据采集一次。当任一高速线阵相机图像数据采集满4096次（也就是4.096米）后，将所采集的数据转变为一幅完整的图像发送给工控机进行存储。当检测车行驶到隧道出口时，工控机也同时停止数据采集。工控机中预先编写好的程序可以根据图像数据拼接得到整条隧道的内表面图像，同时可以对隧道的渗漏、开裂、变形等状况进行检测和识别。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，包括：用于在隧道内行驶的检测车（9）、套接固定在检测车（9）后轮转轴上的增量式旋转编码器（6）、固定在检测车（9）头部顶面的第一线阵相机（1）、固定在检测车（9）头部左侧面的第二线阵相机（2）、固定在检测车（9）头部前端面的第三线阵相机（3）、固定在检测车（9）头部右侧面的第四线阵相机（4）、设置在检测车（9）内的交换机（5）；所述第一线阵相机（1）的镜头垂直朝向隧道的上顶面，所述第二线阵相机（2）的镜头垂直朝向隧道的左侧面，所述第三线阵相机（3）的镜头垂直朝向隧道的下底面，所述第四线阵相机（4）的镜头垂直朝向隧道的右侧面；

所述增量式旋转编码器（6）的输出端分别电连接第一线阵相机（1）的控制端、第二线阵相机（2）的控制端、第三线阵相机（3）的控制端和第四线阵相机（4）的控制端；所述交换机（5）的输入端分别电连接第一线阵相机（1）、第二线阵相机（2）、第三线阵相机（3）和第四线阵相机（4），所述交换机（5）的输出端电连接有工控机（7）。

2.如权利要求1所述的一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，所述第一线阵相机（1）位于检测车（9）头部顶面的纵向中心线上，所述第三线阵相机（3）位于检测车（9）头部前端面的纵向中心线上，所述第二线阵相机（2）距离隧道下底面的高度为检测车（9）高度的一半，所述第四线阵相机（4）距离隧道下底面的高度为检测车（9）高度的一半。

3.如权利要求1所述的一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，所述第一线阵相机（1）、第二线阵相机（2）、以及第四线阵相机（4）位于同一竖直平面内。

4.如权利要求3所述的一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，所述第三线阵相机（3）镜头的朝向与所述竖直平面平行，所述第三线阵相机（3）与所述竖直平面之间的距离小于30cm。

5.如权利要求1所述的一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，所述第一线阵相机（1）、第二线阵相机（2）、第三线阵相机（3）和第四线阵相机（4）均采用raL4096-24gm线阵相机。

6.如权利要求1所述的一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，所述交换机（5）的输出端通过网线电连接工控机（7）的网口。

7.如权利要求1所述的一种基于多台相机的隧道综合检测装置，其特征在于，所述检测车（9）内部设置有机柜（8），所述交换机（5）和工控机（7）固定在机柜（8）内部。

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