CN205748485U - 一种车载隧道病害诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载隧道病害诊断装置，属于隧道病害诊断技术领域，其包括车辆主体以及采集信息子装置；采集信息子装置与车辆主体内的显示器和服务器连接，且车辆主体内部还设置有供电电源；采集信息子装置包括全景影像采集装置、激光扫描装置、热成像仪、辅助照明装置、面阵影像传感器、GPS定位装置、惯性测量装置和测速雷达装置；全景影像采集装置、激光扫描装置、热成像仪和辅助照明装置安装于车辆主体的顶部；且车辆主体的顶部还设置有可活动拉动的防雨罩。该车载隧道病害诊断装置通过采集信息子装置采集车载影像数据和热红外影像数据，实现了对渗漏水、衬砌裂缝和衬砌剥落三种病害的同时诊断，为隧道的健康诊断和治理维护提供决策依据。

Description

一种车载隧道病害诊断装置

技术领域

本实用新型涉及隧道病害诊断技术领域，具体而言，涉及一种车载隧道病害诊断装置。

背景技术

随着我国交通建设事业的发展，我国已逐步成为世界上隧道工程数量最多、发展速度最快的国家。然而，由于我国不同隧道修建的时期、地质条件和技术水平有所不同，随着运营时间的增长，许多隧道结构出现多种不同形式的病害，其中渗漏水、衬砌裂缝和衬砌剥落是三种最常见和最严重的隧道病害，这些病害威胁着隧道的正常运营，寻求一种快速高效的隧道病害诊断技术显得尤为迫切。

针对既有隧道常见病害的诊断，传统的诊断技术为人工现场记录和病害标记法，这类诊断技术效率低、耗费人力物力，并且诊断结果主观性较大，无法满足大面积快速定量评价隧道病害的要求，无法保证隧道的长期安全运行。目前自动化、数字化和信息化的隧道诊断设备和技术越来越得到重视和应用，尽管国内外开发出了许多不同的自动化隧道病害诊断技术，但技术集成性较差，诊断病害指标较单一，不能同时对多种病害进行快速高效的诊断，不便于推广普及。

因此，迫切需要开发出一种自动化，集成多种技术手段，准确高效，通用性强且能同时诊断多种隧道病害的技术。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种车载隧道病害诊断装置。

为实现上述目的，本实用新型一种车载隧道病害诊断装置采用的技术方案是：

一种车载隧道病害诊断装置，其特征在于，包括车辆主体以及安装于所述车辆主体外的采集信息子装置；所述采集信息子装置与安装于所述车辆主体内的显示器和服务器连接，且所述车辆主体内部还设置有供电电源；

所述采集信息子装置包括用于拍摄车体周围影像的全景影像采集装置、用于完成车辆行驶过程中道路和道路周围环境三维信息数据采集的激光扫描装置、用于扫描车辆周围红外热像图的热成像仪、用于应对在隧道采集作业时补光的辅助照明装置、面阵影像传感器、GPS定位装置、惯性测量装置和用于精确测量车辆行驶距离的测速雷达装置；

所述全景影像采集装置、所述激光扫描装置、所述热成像仪和所述辅助照明装置安装于所述车辆主体的顶部；且所述车辆主体的顶部还设置有可活动拉动的防雨罩。

激光扫描装置，基于飞行时间测量原理，采用非接触式测量方式，完成车辆行驶过程中道路和道路周围环境三维信息数据的采集。

全景影像采集装置，在车辆行进过程中，完成车辆周围360°道路图像数据和附属信息数据的采集。

热成像仪，利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量，将其反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。在道路的隧道段，由热成像图自动检测得到温度差异区域，确定隧道渗漏水详细属性信息(如位置、面积和温度等信息)。

面阵影像传感器采集道路及道路周围环境信息并存储。针对隧道构造的特性，对隧道纵剖面进行一次性矢量扫描，通过面阵影像传感器采集到相关信息并存储。通过对影像数据分析，确定衬砌裂缝和剥落的位置、长宽及面积等信息。

GPS定位装置和惯性测量装置，将卫星定位与惯性测量相结合，针对卫星信号易受建筑物、山林等高大物体遮挡造成卫星失锁影响定位精度，运动载体机动过程中不易捕获和跟踪卫星信号等问题，克服卫星导航先天弱点，在保证高可靠性、高精确性和高动态性的同时，还可提供卫星导航无法提供的航向、姿态等关键信息。适用于道路GPS轨迹实时测量及高精度后处理。

测速雷达装置，用于精确测量车辆的行驶距离，该测速雷达装置与惯性测量装置相互结合，可以解决采集系统搜索不到卫星信号的问题，进而保证采集数据的准确性。

辅助照明装置，用于应对在隧道采集作业时光线照度不足，通过辅助照明装置可提供足够的光源。

供电电源在车辆行驶中自动充电，以保证长时间续航能力。

服务器通过内置的同步控制子系统可以对激光扫描装置、全景影像采集装置、热成像仪、面阵影像传感器进行参数设置、数据采集、状态监视及数据存储；通过内置的授时子系统可以提高微弱信号捕获能力，缩短首次定位时间；并且通过内置的数据处理和分析子系统对各采集数据进行处理和分析，实现图像上坐标查询、距离量测，隧道病害标识、统计、细部观察与对比分析，隧道的三维动态可视化建模，数据输出等多种功能。其中，隧道病害标识是根据数据处理后得到的实际图谱与预设的病害标准图进行对比分析，分别对应标识相应病害现象，如不同宽度的衬砌裂缝、不同状态的渗漏水、衬砌掉块等；细部观察，可以选择某一细部，然后进行全分辨率观察，有不同的选项可供选择来以最佳效果显示细部图像，例如：可以通过改变视角以取得最佳观察效果。可快速获取隧道表面三维信息并进行断面收敛变形、中心轴线重建、线路侵界以及隧道异状等分析，最终实现隧道病害的快速识别、判断、统计以及可视化管理。

因此，该车载隧道病害诊断装置通过设置于车辆本体上的采集信息子装置而完成车载影像数据和热红外影像数据的采集，从而实现了对渗漏水、衬砌裂缝和衬砌剥落三种病害的同时诊断，为隧道的健康诊断和治理维护提供决策依据。

同时，为了提高信息和数据的采集效率和准确度，将采集信息子装置分别设置于车辆主体的相应位置；并且通过设置于车辆主体顶部的可活动拉动的防雨罩，可以避免雨水对设置于车辆主体顶部各装置的影响，避免其损坏。

进一步，所述激光扫描装置安装于车辆主体的顶部后方；所述全景影像采集装置设置于所述激光扫描装置的上方。

进一步，所述全景影像采集装置包括：6台具有高分辨率的数字相机，且所述数字相机于一点呈放射状布置。

进一步，所述激光扫描装置包括上、下布置的两个激光扫描仪，且所述两个激光扫描仪的扫描端相互交叉。

进一步，所述车辆主体的顶部设置凹槽，且所述凹槽内设置有用于安装所述激光扫描装置和所述全景影像采集装置的升降支架；所述升降支架设置有用于安装所述激光扫描装置和所述全景影像采集装置的固定座。

当需要进行隧道病害诊断时，通过调节升降支架的高度将激光扫描装置和全景影像采集装置抬升到合适的工作位置而便于其进行相应信息和数据的采集；当完成诊断后，通过调节升降支架的高度，降低激光扫描装置和全景影像采集装置的高度，不仅有利于行驶安全，而且便于防雨罩对各采集信息子装置的遮盖。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)能实现隧道常见病害的自动化快速诊断，克服了传统人工诊断法劳动强度大、诊断效率低和主观性强等不足之处。在数据分析阶段，由专业人员介入剔除错误的隧道病害统计结果，使得诊断结果更具可靠性和准确性。

(2)诊断过程简单且易于实现，只需将该系统在待诊断隧道内行驶一次即可完成对该隧道病害信息的快速获取，因此可定期对隧道病害进行诊断，可保证隧道的长期安全运营。

(3)技术集成性较好，能同时对多个病害指标进行快速高效的诊断，通用性强，便于推广普及。

附图说明

图1为实施例中所述的车载隧道病害诊断装置的结构示意图。

图中标记为：

车辆主体101，热成像仪102，辅助照明装置103，面阵影像传感器104，GPS定位装置105，激光扫描仪106，全景影像采集装置107，升降支架108，惯性测量装置109，测速雷达装置110，服务器111，显示器112。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种车载隧道病害诊断装置，其包括：车辆主体101以及安装于车辆主体101外的采集信息子装置；采集信息子装置与安装于车辆主体101内的显示器112和服务器111连接，且车辆主体101内部还设置有供电电源。

采集信息子装置包括：用于拍摄车体周围影像的全景影像采集装置107、用于完成车辆行驶过程中道路和道路周围环境三维信息数据采集的激光扫描装置、用于扫描车辆周围红外热像图的热成像仪102、用于应对在隧道采集作业时补光的辅助照明装置103、面阵影像传感器104、GPS定位装置105、惯性测量装置109和用于精确测量车辆行驶距离的测速雷达装置110；全景影像采集装置107、激光扫描装置、热成像仪102和辅助照明装置103安装于车辆主体101的顶部；且车辆主体101的顶部还设置有可活动拉动的防雨罩。

其中，优选地，激光扫描装置安装于车辆主体101的顶部后方，且影像采集装置107设置于激光扫描装置的上方。

全景影像采集装置107包括：6台具有高分辨率的数字相机，且数字相机于一点呈放射状布置。

激光扫描装置包括上、下布置的两个激光扫描仪106，且两个激光扫描仪106的扫描端相互交叉。

通过上述位置设置，不仅便于各采集信息子装置的安装，同时也有利于其工作，提高诊断面积和诊断精确度。

作为本实施例的一种优选方案，上述车辆主体101的顶部设置凹槽，且凹槽内设置有用于安装激光扫描装置和全景影像采集装置107的升降支架108；升降支架108设置有用于安装激光扫描装置和全景影像采集装置107的固定座。

进行隧道病害诊断时，通过升降支架108将激光扫描装置和全景影像采集装置107抬升到合适的位置而有利于信息和数据的采集；完成诊断后，通过升降支架108降低激光扫描装置和全景影像采集装置107的高度，不仅有利于安全行驶，而且还有利于防雨罩对各采集信息子装置的遮盖。

本实施例中的升降支架可以选用电动伸缩杆或其他现有的伸缩装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车载隧道病害诊断装置，其特征在于，包括车辆主体以及安装于所述车辆主体外的采集信息子装置；所述采集信息子装置与安装于所述车辆主体内的显示器和服务器连接，且所述车辆主体内部还设置有供电电源；

所述采集信息子装置包括用于拍摄车体周围影像的全景影像采集装置、用于完成车辆行驶过程中道路和道路周围环境三维信息数据采集的激光扫描装置、用于扫描车辆周围红外热像图的热成像仪、用于应对在隧道采集作业时补光的辅助照明装置、面阵影像传感器、GPS定位装置、惯性测量装置和用于精确测量车辆行驶距离的测速雷达装置；

所述全景影像采集装置、所述激光扫描装置、所述热成像仪和所述辅助照明装置安装于所述车辆主体的顶部；且所述车辆主体的顶部还设置有可活动拉动的防雨罩。

2.根据权利要求1所述的车载隧道病害诊断装置，其特征在于，所述激光扫描装置安装于车辆主体的顶部后方；所述全景影像采集装置设置于所述激光扫描装置的上方。

3.根据权利要求1或2所述的车载隧道病害诊断装置，其特征在于，所述全景影像采集装置包括：6台具有高分辨率的数字相机，且所述数字相机于一点呈放射状布置。

4.根据权利要求1或2所述的车载隧道病害诊断装置，其特征在于，所述激光扫描装置包括上、下布置的两个激光扫描仪，且所述两个激光扫描仪的扫描端相互交叉。

5.根据权利要求1或2所述的车载隧道病害诊断装置，其特征在于，所述车辆主体的顶部设置凹槽，且所述凹槽内设置有用于安装所述激光扫描装置和所述全景影像采集装置的升降支架；所述升降支架设置有用于安装所述激光扫描装置和所述全景影像采集装置的固定座。