CN205382956U - 一种基于图像的铁路隧道壁检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于图像的铁路隧道壁检测装置，包括数据综合管理处理器、隧道壁高清成像装置、位置信息采集器和隧道定位装置，所述隧道定位装置与隧道壁高清成像装置连接，所述隧道壁高清成像装置与数据综合管理处理器连接，所述数据综合管理处理器与位置信息采集器连接；所述数据综合管理处理器包括病害自动分析模块、检测系统功能测试模块、成像数据管理模块、预警分析模块、通信调试模块和历史数据浏览模块，所述隧道壁高清成像装置包括线阵相机采集器、激光补光器和平台调节器，所述位置信息采集器包括里程速度检测器、公里标采集器和铁路基础数据库存储装置，所述隧道定位装置包括隧道探测器和串口通信器。

Description

一种基于图像的铁路隧道壁检测装置

技术领域

本实用新型涉及铁路隧道检测设备技术领域，尤其涉及一种基于图像的铁路隧道壁检测装置。

背景技术

随着高速铁路的快速发展，我国铁路隧道越来越多，隧道的日常维护工作也越来越大。目前我国铁路隧道的病害也越发突出，有些已经严重影响铁路的正常运营。因此，需要一种快速的隧道检测方法，以辅助铁路隧道的日常维护工作。

现阶段，隧道检测一般都是对隧道断面扫描检测以及激光雷达探测，这些检测方式都是针对隧道前期病害的检测而且检测速度慢，难以适应我国现有的隧道发展进程。针对铁路隧道壁缺陷检测目前还是采用人工巡检的方式，即由专门的检查人员进行隧道检测，然而这种传统的人工巡检方式工作量大、危险系数高，而且在巡检的过程中接触网需要处于停电状态，且需要轨道车作业平台等配合的作业条件。

我国目前也有提出采用图像识别的方式对隧道壁进行检测，主要采用摄像机以及配合补光光源对隧道壁进行连续拍摄。该方式主要问题在于拍摄到的图像清晰度不高，无法发现隧道壁的裂纹等缺陷以及无法实现对隧道壁的完全覆盖，且拍摄到的图像需要靠人工视觉的方式对隧道壁的缺陷进行浏览，由于数据量大，人眼视觉疲劳，导致大量的缺陷无法准确发现。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种克服上述技术弊端的基于图像的铁路隧道壁检测装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于图像的铁路隧道壁检测装置，包括数据综合管理处理器、隧道壁高清成像装置、位置信息采集器和隧道定位装置，所述隧道定位装置与隧道壁高清成像装置连接，所述隧道壁高清成像装置与数据综合管理处理器连接，所述数据综合管理处理器与位置信息采集器连接。

所述数据综合管理处理器包括病害自动分析模块、检测系统功能测试模块、成像数据管理模块、预警分析模块、通信调试模块和历史数据浏览模块，所述隧道壁高清成像装置包括线阵相机采集器、激光补光器和平台调节器，所述位置信息采集器包括里程速度检测器、公里标采集器和铁路基础数据库存储装置，所述隧道定位装置包括隧道探测器和串口通信器。

进一步的，所述线阵相机采集器由高性能服务器、图像数据采集卡、高速传输线缆、线阵相机组、滤光片和长焦距镜头组成。其中线阵相机组由10台分辨率为8K的线阵相机组成，分别对隧道的10段相等弧长的隧道壁进行高清成像。

实用新型提供的一种基于图像的铁路隧道壁检测装置的优点在于：

1.本实用新型结构简单合理，适应铁路隧道中两条轨道情况，检测设备将实现对隧道壁的高清成像全覆盖；对拍摄到的图像数据进行浏览时，不需要耗费大量的时间依靠人工进行图像判别；拍摄到的图像数据清晰度足以分辨出隧道壁的裂纹等缺陷。

2.采用多台高清线阵相机，配以千万级的长焦镜头，对隧道壁进行高清成像，并且采用高亮的激光作为光源，足以保证图像的亮度，获得的高清图像数据足以分辨出隧道壁的裂纹等缺陷。

3.减少人工对隧道壁病害的检测，采用自动识别技术对隧道壁进行快速的实时检测，以达到对病害实时报警，辅助人工进行检测的目的。

4.采用高速的线阵相机以及高亮的激光作为光源配合高性能服务器，实现0～160km/h运行速度下的隧道壁检测，同时能适应隧道中的弯道等情况。

附图说明

图1为本实用新型一种基于图像的铁路隧道壁检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型一种基于图像的铁路隧道壁检测装置的结构示意图。

所述一种基于图像的铁路隧道壁检测装置，包括数据综合管理处理器1、隧道壁高清成像装置2、位置信息采集器3和隧道定位装置4，所述隧道定位装置4与隧道壁高清成像装置2连接，所述隧道壁高清成像装置2与数据综合管理处理器1连接，所述数据综合管理处理器1与位置信息采集器3连接。

所述数据综合管理处理器1包括病害自动分析模块11、检测系统功能测试模块12、成像数据管理模块13、预警分析模块14、通信调试模块15和历史数据浏览模块16，所述隧道壁高清成像装置2包括线阵相机采集器21、激光补光器22和平台调节器23，所述位置信息采集器3包括里程速度检测器31、公里标采集器32和铁路基础数据库存储装置33，所述隧道定位装置4包括隧道探测器41和串口通信器42。

所述线阵相机采集器21由高性能服务器、图像数据采集卡、高速传输线缆、线阵相机组、滤光片和长焦距镜头组成。其中线阵相机组由10台分辨率为8K的线阵相机组成，分别对隧道的10段相等弧长的隧道壁进行高清成像。

本实用新型的工作原理为：

所述隧道定位装置4启动隧道探测器41，隧道探测器41采用光电开关检测技术和铁路数据综合分析，判断是否进入隧道或即将进入隧道，实现对隧道的粗定位和细定位，判断当前经过隧道的位置，通过串口通信器42发送消息给隧道壁高清成像装置2，隧道壁高清成像装置2启动，准备拍摄，隧道定位装置4结合里程速度检测器31的行车里程的输入、公里标采集器32和铁路基础数据库存储装置33的线路基础数据的分析，准确的检测出当前隧道的名称以及隧道的公里标。

每当经过隧道时，获得隧道起始公里标后，隧道壁高清成像装置2启动激光补光器22，激光补光器22打开激光光源，为线阵相机采集器21拍摄准备光源。隧道定位装置4中的隧道探测器41，获取车轴测速编码器的脉冲数据，从而根据不同的速度发出不同的多路触发信号，每路触发信号通过线缆直接连到线阵相机采集器21，从而实现线阵相机对隧道壁的一行数据进行扫描，将扫描到的数据通过高速数据线缆传输到数据综合管理处理器1中的成像数据管理模块13中。

每当数据综合管理处理器1获得一行数据后，将在成像数据管理模块13的缓存中进行缓冲，根据用户设置的缓冲行数进行存储，当采集的数据行数达到设置行数时，成像数据管理模块13完成一张图像数据的采集，高性能服务器可同时接收多张成像数据管理模块13发送来的数据同时通过位置信息采集器3获取本次采集的位置信息，实现图像数据的实时压缩，并与位置信息对应存储。

高性能服务器获得一组图像数据后，通过病害自动分析模块11，将对隧道的裂纹、掉块、漏水等病害进行自动分析，实现隧道的常见病害的实时检测、及时预警，以辅助隧道的日常维护。

根据行车速度，隧道定位装置4发出的触发信号自动调整的方式全覆盖记录隧道壁的情况。隧道探测器41进行速度计算，根据不同的速度将发出命令给隧道壁高清成像装置2，其产生控制线阵相机连续拍摄的触发信号。成像数据管理模块13与线阵相机采集器21相连，线阵相机采集器21被动接受图像数据压缩并存储。

位置信息采集器3和数据综合管理处理器1通过串口实现信息的交互。位置信息采集器3结合隧道的位置信息以及车轴测速编码器的脉冲数据推断出隧道图像数据的位置信息提供给数据综合管理处理器1。数据综合管理处理器1融合铁路基础数据库存储装置33到所拍摄的图像数据中，为用户快捷的对拍摄到的隧道数据进行管理和检索浏览提供方便。

本实用新型结构简单合理，适应铁路隧道中两条轨道情况，检测设备将实现对隧道壁的高清成像全覆盖；对拍摄到的图像数据进行浏览时，不需要耗费大量的时间依靠人工进行图像判别；拍摄到的图像数据清晰度足以分辨出隧道壁的裂纹等缺陷。

采用多台高清线阵相机，配以千万级的长焦镜头，对隧道壁进行高清成像，并且采用高亮的激光作为光源，足以保证图像的亮度，获得的高清图像数据足以分辨出隧道壁的裂纹等缺陷。

减少人工对隧道壁病害的检测，采用自动识别技术对隧道壁进行快速的实时检测，以达到对病害实时报警，辅助人工进行检测的目的。

采用高速的线阵相机以及高亮的激光作为光源配合高性能服务器，实现0～160km/h运行速度下的隧道壁检测，同时能适应隧道中的弯道等情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于图像的铁路隧道壁检测装置，其特征在于，包括数据综合管理处理器(1)、隧道壁高清成像装置(2)、位置信息采集器(3)和隧道定位装置(4)，所述隧道定位装置(4)与隧道壁高清成像装置(2)连接，所述隧道壁高清成像装置(2)与数据综合管理处理器(1)连接，所述数据综合管理处理器(1)与位置信息采集器(3)连接；

所述数据综合管理处理器(1)包括病害自动分析模块(11)、检测系统功能测试模块(12)、成像数据管理模块(13)、预警分析模块(14)、通信调试模块(15)和历史数据浏览模块(16)，所述隧道壁高清成像装置(2)包括线阵相机采集器(21)、激光补光器(22)和平台调节器(23)，所述位置信息采集器(3)包括里程速度检测器(31)、公里标采集器(32)和铁路基础数据库存储装置(33)，所述隧道定位装置(4)包括隧道探测器(41)和串口通信器(42)。

2.根据权利要求1所述一种基于图像的铁路隧道壁检测装置，其特征在于，所述线阵相机采集器(21)由高性能服务器、图像数据采集卡、高速传输线缆、线阵相机组、滤光片和长焦距镜头组成。其中线阵相机组由10台分辨率为8K的线阵相机组成，分别对隧道的10段相等弧长的隧道壁进行高清成像。