CN211122575U - 隧道环境综合检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种隧道环境综合检测装置，包括可移动的检测车、图像采集组件和数据处理器；所述图像采集组件和所述数据处理器设置在所述检测车上，其中，所述图像采集组件至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器；所述数据处理器与所述图像采集组件连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。通过搭载有所述图像采集组件和所述数据处理器的所述检测车，在隧道内定期行走，由所述图像采集组件采集隧道顶部及两侧的图像数据信息并传输给具备预处理能力的所述数据处理器，从而实现对隧道环境进行定期高效安全的检测。

Description

隧道环境综合检测装置

技术领域

本申请涉及交通运输技术领域，尤其涉及一种隧道环境综合检测装置。

背景技术

在交通运输领域，为了实现两地的快速通行，往往需要设置穿越河流、山体或城市的隧道(包括公路隧道和铁路隧道)，以减少车辆行驶里程。但是，由于隧道所处的特殊地理环境，导致隧道墙体需要承受较大的压力，一旦墙体严重损坏，将无法承受相应的压力，极易出现隧道坍塌的情况。

隧道坍塌是一个量变引起质变的结果，在发生隧道坍塌之前，隧道墙体会出现一定的结构缺陷，例如隧道墙面出现破损、脱落、裂纹或渗水等情况，以及隧道环拼装缝的开合变化及管片缝隙变化，都会相应的反映出墙体结构的变化。故，为了监测隧道墙体的结构是否安全，需要定期检测隧道环境，主要是隧道墙面的缺陷变化情况。

现有技术一般采用两种检测方式，第一种是人工巡检。采用人工巡检的方式，检测工作量大，且存在一定的安全隐患及检测不精确的问题，原因在于：隧道一般较长，能见度较低，车辆通行频繁，以及铁路隧道的地面不平整，以上因素均不利于人工巡检。

第二种是在隧道内安装检测设备。采用在隧道内安装检测设备的方式，成本较大，且故障较多，原因在于：需要设置大量的检测设备，施工量大，且隧道内的潮湿环境容易加速设备老化，而且需要在隧道墙体上进行打孔等施工，本身即会对隧道墙体产生一定的破坏；而隧道内长期车辆通行引起的震动，容易导致设备脱落，严重影响车辆通行安全。

综上所述，为了定期检测隧道环境，保证隧道安全，提供一种高效安全的隧道环境综合检测装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供了一种隧道环境综合检测装置，以定期高效安全的检测隧道环境。

本申请提供的一种隧道环境综合检测装置，包括可移动的检测车、图像采集组件和数据处理器；

所述图像采集组件和所述数据处理器设置在所述检测车上，其中，所述图像采集组件至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器；

所述数据处理器与所述图像采集组件连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。

可选的，所述图像采集组件通过支架安装在所述检测车的顶部。

可选的，所述支架为环形桁架结构。

可选的，所述图像采集组件包括多个检测相机，多个所述检测相机均匀设置在所述支架上；

所述图像采集组件的图像采集角度不小于度。

可选的，所述图像采集组件还包括多个补光光源，每个所述检测相机旁设有至少一个所述补光光源；

其中，所述补光光源，用于为对应所述检测相机提供补光光源。

可选的，所述检测车上还设有速度传感器，用于检测所述检测车的行驶里程和速度。

可选的，所述速度传感器安装在所述检测车的车轮上；

所述速度传感器为轮轴转速传感器，用于依据车轮直径及周转圈数，获得所述检测车的行走距离及行驶速度。

可选的，还包括控制器，所述控制器连接所述图像采集组件和所述速度传感器；

其中，所述控制器，用于通过所述速度传感器实时获取的所述检测车运行速度，依据所述检测车运行速度，按设定频率触发所述图像采集组件工作。

可选的，还包括数据存储器；所述数据存储器与所述数据处理器连接，用于接收经所述数据处理器处理后的图像数据信息，并保存。

可选的，还包括地面处理设备；所述地面处理设备与所述数据处理器和所述数据存储器相连；

其中，所述地面处理设备，用于导出并存储图像数据信息，复示隧道外观图像，提供人机交互界面分析隧道状态，并生成分析结果报告。

本申请提供的一种隧道环境综合检测装置，包括可移动的检测车、图像采集组件和数据处理器；所述图像采集组件和所述数据处理器设置在所述检测车上，其中，所述图像采集组件至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器；所述数据处理器与所述图像采集组件连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。

通过搭载有所述图像采集组件和所述数据处理器的所述检测车，在隧道内定期行走，由所述图像采集组件采集隧道顶部及两侧的图像数据信息并传输给具备预处理能力的所述数据处理器，从而实现对隧道环境进行定期高效安全的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的隧道环境综合检测装置整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的隧道环境综合检测装置的工作场景示意图；

图3为本申请实施例提供的隧道环境综合检测装置的器件连接结构示意图。

图示说明：

其中，1-检测车，2-图像采集组件，21-检测相机，22-补光光源，3-数据处理器，4-数据存储器，5-支架，6-速度传感器，7-控制器，8-地面处理设备。

具体实施方式

参见图1，为本申请实施例提供的隧道环境综合检测装置整体结构示意图。

参见图2，为本申请实施例提供的隧道环境综合检测装置的工作场景示意图。

参见图3，为本申请实施例提供的隧道环境综合检测装置的器件连接结构示意图。

为了定期高效安全检测隧道环境，保证隧道安全，提前发现可能发生危险的安全隐患，如图1、图2和图3所示，本申请实施例提供一种隧道环境综合检测装置，包括可移动的检测车1、图像采集组件2和数据处理器3。

所述检测车1设置有车轮，且设置有必要的动力设备，可在隧道内行驶。若用于检测公路隧道，可采用正常的橡胶车轮；若用于检测铁路隧道，可采用适用于在铁轨上行驶的专用车轮，以便可以在隧道中快速平稳的行驶。

在所述检测车1上设置有用于检测隧道环境的所述图像采集组件2和所述数据处理器3，所述图像采集组件2至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器3；即，通过所述图像采集组件2对隧道的顶部及两侧进行图像采集，并将采集的所述图像数据信息传输给所述数据处理器3。需要说明的是，采集的图像数据信息中的图像分辨率必须达到4K，其分辨率需要足以分辨以下缺陷：隧道两侧及顶部的整体状态，即，满足一定的检测范围；隧道墙面破损、裂纹及墙皮脱落；隧道壁漏水、渗水状态；隧道环拼装缝的开合变化及管片缝隙变化。

所述数据处理器3与所述图像采集组件2连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。所述图像采集组件2与所述数据处理器3之间的数据传输，通过以太网数据接口连接数据线的方式进行数据传输，但是不排除其他无线传输方式，采用数据接口和数据线组合的方式进行数据传输，可以保证传输速度及传输的稳定性，不易造成数据丢失。

由于所述图像采集组件2是分区域采集隧道环境，并将每次采集的各区域图像数据信息，传输到具备预处理能力的所述数据处理器3，预处理是指所述数据处理器3将每次接收的各区域图像数据信息进行合成，组成完整的一次采集的隧道图像数据信息，并进行相应的色调补正，以对不同区域采集的图像色调进行调和。所述数据处理器3是具备数据处理能力的计算机，如采用单片机技术设计的处理器作为所述数据处理器3。

本申请提供的一种隧道环境综合检测装置，包括可移动的检测车1、图像采集组件2和数据处理器3；所述图像采集组件2和所述数据处理器3设置在所述检测车1上，其中，所述图像采集组件2至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器3；所述数据处理器3与所述图像采集组件2连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。

通过搭载有所述图像采集组件2和所述数据处理器3的所述检测车1，在隧道内定期行走，由所述图像采集组件2采集隧道顶部及两侧的图像数据信息并传输给具备预处理能力的所述数据处理器3，从而实现对隧道环境进行定期高效安全的检测。

为了保证所述图像采集组件2具备良好的采集环境，避免检测车1的部分机构或者隧道内的障碍物遮挡，如图2所示，在本申请的部分实施例中，所述图像采集组件2通过支架5安装在所述检测车1的顶部。通过支架5架高所述图像采集组件2的设置位置，使得所述图像采集组件2不管是采集隧道顶部的环境或者采集隧道两侧的环境，均无障碍物的遮挡。

为了更好的在所述支架5上设置所述图像采集组件2，如图2所示，在本申请的部分实施例中，所述支架5为环形桁架结构。但是不局限于采用环形桁架结构，还可以采用其他形状，如三角形桁架结构、方形桁架结构或者其他正多边形桁架结构，采用环形桁架结构可以更方便均匀的设置所述图像采集组件2中的相关器件，以实现对隧道顶部及隧道两侧的图像数据信息进行采集。

进一步的，为了实现对隧道顶部及隧道两侧的图像数据信息进行采集，如图2所示，在本申请的部分实施例中，所述图像采集组件2包括多个检测相机21，多个所述检测相机21均匀设置在所述支架5上；所述图像采集组件2的图像采集角度不小于340度。通过340度的采集范围，保证多个所述检测相机21能够采集隧道顶部及两侧的墙体。

所述检测相机21为线阵相机，是采用线阵图像传感器的相机。线阵图像传感器以CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)为主，线阵相机可以用激发装置多次激发相机，进行多次拍照，再将所拍下的多幅“条”形图象，合并成一张巨大的图。因此，采用多个线阵型相机可以实现对隧道顶部及两侧墙面的同时拍摄，并将同时拍摄的图像合成完成的隧道墙面图像。

由于隧道一般长度较长，内部照明较暗，所述检测相机21在采集较远处图像时，光照强度影响图像数据信息的采集质量，提供隧道墙体上采集部位的光照强度，如图1和图2所示，在本申请的部分实施例中，所述图像采集组件2还包括多个补光光源22，每个所述检测相机21旁设有至少一个所述补光光源22。

通过设置用于为对应所述检测相机21提供补光光源的所述补光光源22，为所述检测相机21提供足够的光照强度，保证图像数据信息采集的质量。每个所述检测相机21旁设有至少一个所述补光光源22，且所述补光光源22的光照区域为对应的所述检测相机21的图像采集区域。所述补光光源22为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)高亮光源。

为了便于识别所述图像采集组件2采集的图像数据信息中的缺陷信息，具体在隧道中的位置，需要实时获取所述检测车1隧道中的具体位置及速度，为了获得所述检测车1隧道中的具体位置及速度，如图1所示，在本申请的部分实施例中，所述检测车1上还设有速度传感器6，用于检测所述检测车1的行驶里程和速度。通过在所述检测车1上设置速度传感器6，并标记所述检测车的其实位置，然后通过所述速度传感器6实时获取所述检测车1的速度，即可，实时掌握所述检测车1处于隧道中的具体位置及行驶速度。

进一步的，所述速度传感器6安装在所述检测车1的车轮上；所述速度传感器6为轮轴转速传感器，用于依据车轮直径及周转圈数，获得所述检测车1的行走距离及行驶速度。通过轮轴转速传感器对所述检测车1的行走距离进行计算，并实时获取其处于隧道中的位置。轮轴转速传感器安装在所述检测车1的车轮上，该传感器输出的是脉冲信号。通过所述检测车1的车轮轮径可以得到车轮周长，通过车轮每转动一圈产生的脉冲数就可以得到每个脉冲的长度。根据脉冲数、每个脉冲的长度和每次运行之前设置的起点位置，即可获得所述检测车1的实时位置，实现对图像数据信息中的缺陷位置进行精确定位。

为了在能够使所述图像采集组件2采集的图像数据信息，与隧道的实际位置相对应。在本申请的部分实施例中，还包括控制器7，所述控制器7连接所述图像采集组件2和所述速度传感器6。

所述控制器7可以通过外部接口连接所述速度传感器6，用于实时获取的所述检测车1运行速度，即，获取了所述检测车1的实时位置。并依据所述检测车1运行速度，按设定频率触发所述图像采集组件2工作，所述频率与运行速度有关，运行速度不同，其触发的频率也不同，所述检测车1的速度越快，所述频率越快，以保证所述图像采集组件2能够采集隧道的全部图像数据信息。即，保证所述检测车1行驶一定距离以后，所述图像采集组件2进行一次图像数据信息的采集。

为了满足所述检测车1在隧道内的长时间工作，如图1所示，在本申请的部分实施例中，还包括与所述数据处理器3连接的数据存储器4，所述数据存储器4设置在所述检测车1上。

所述数据处理器3将处理后的图像数据信息保存到所述数据存储器4，所述数据存储器4即为用于存储处理后的图像数据信息，用于接收经所述数据处理器3处理后的图像数据信息，并保存，且具有向外部导出数据的功能。所述数据存储器4是具有数据导入、导出及存储能力的存储器，如SD(Secure Digital Memory Card/SD card)卡。

为了获取隧道存在的缺陷情况，需要对采集的图像数据信息进行进一步的分析，在本申请的部分实施例中，还包括地面处理设备8；所述地面处理设备8与所述数据处理器3和所述数据存储器4相连。通过所述地面处理设备8从所述数据处理器3和所述数据存储器4中导出并存储采集的隧道图像数据信息，故，所述地面处理设备8可用于导出并存储图像数据信息，所述地面处理设备8中存储有本次采集之前多次采集的隧道图像数据信息，且，根据本次采集的图像数据信息，复示出隧道外观图像，即，隧道环境，通过人机交互界面展示隧道外观的变化情况，从而分析隧道的状态，并生成相应的分析结果报告，以评价隧道的安全状况。

所述地面处理设备8是具备人机交互界面的计算机，可以通过图像数据信息复示出隧道外观图像，并展示在人机交互界面上，且可对展示的隧道外观图像进行必要的标记，如对隧道墙体上新出现的缺陷位置进行标记。

本申请提供的一种隧道环境综合检测装置，包括可移动的检测车1、图像采集组件2和数据处理器3；所述图像采集组件2和所述数据处理器3设置在所述检测车1上，其中，所述图像采集组件2至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器3；所述数据处理器3与所述图像采集组件2连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。

通过搭载有所述图像采集组件2和所述数据处理器3的所述检测车1，在隧道内定期行走，由所述图像采集组件2采集隧道顶部及两侧的图像数据信息并传输给具备预处理能力的所述数据处理器3，从而实现对隧道环境进行定期高效安全的检测。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种隧道环境综合检测装置，其特征在于，包括可移动的检测车(1)、图像采集组件(2)和数据处理器(3)；

所述图像采集组件(2)和所述数据处理器(3)设置在所述检测车(1)上，其中，所述图像采集组件(2)至少能够采集隧道的顶部及两侧的图像数据信息，并将所述图像数据信息传输给所述数据处理器(3)；

所述数据处理器(3)与所述图像采集组件(2)连接，用于对接收的图像数据信息进行预处理。

2.根据权利要求1所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，所述图像采集组件(2)通过支架(5)安装在所述检测车(1)的顶部。

3.根据权利要求2所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，所述支架(5)为环形桁架结构。

4.根据权利要求2所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，所述图像采集组件(2)包括多个检测相机(21)，多个所述检测相机(21)均匀设置在所述支架(5)上；

所述图像采集组件(2)的图像采集角度不小于340度。

5.根据权利要求4所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，所述图像采集组件(2)还包括多个补光光源(22)，每个所述检测相机(21)旁设有至少一个所述补光光源(22)；

其中，所述补光光源(22)，用于为对应所述检测相机(21)提供补光光源。

6.根据权利要求1所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，所述检测车(1)上还设有速度传感器(6)，用于检测所述检测车(1)的行驶里程和速度。

7.根据权利要求6所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，所述速度传感器(6)安装在所述检测车(1)的车轮上；

所述速度传感器(6)为轮轴转速传感器，用于依据车轮直径及周转圈数，获得所述检测车(1)的行走距离及行驶速度。

8.根据权利要求6所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，还包括控制器(7)，所述控制器(7)连接所述图像采集组件(2)和所述速度传感器(6)；

其中，所述控制器(7)，用于通过所述速度传感器(6)实时获取的所述检测车（1）运行速度，依据所述检测车(1)运行速度，按设定频率触发所述图像采集组件(2)工作。

9.根据权利要求1所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，还包括数据存储器(4)；所述数据存储器(4)与所述数据处理器(3)连接，用于接收经所述数据处理器(3)处理后的图像数据信息，并保存。

10.根据权利要求9所述的隧道环境综合检测装置，其特征在于，还包括地面处理设备(8)；所述地面处理设备(8)与所述数据处理器(3)和所述数据存储器(4)相连；

其中，所述地面处理设备(8)，用于导出并存储图像数据信息，复示隧道外观图像，提供人机交互界面分析隧道状态，并生成分析结果报告。

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