CN217606091U - 城市硬件设施的缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种城市硬件设施的缺陷检测装置，包括检测背包、悬臂和传感器组件；检测背包的包体内部形成有收容空间并安装有载波相位差分测量仪；悬臂安装于检测背包的顶端并向上延伸；传感器组件安装于悬臂上并用于定位城市硬件设施，传感器组件和载波相位差分测量仪电连接并能够构建城市硬件设施的图像并确定缺陷信息。本实用新型中的城市硬件设施的缺陷检测装置通过传感器组件和载波相位差分测量仪之间的融合定位获取硬件设施的地图信息，并根据训练好的神经网络精准的获取硬件设施的缺陷信息，高效快速。

Description

城市硬件设施的缺陷检测装置

技术领域

本实用新型属于缺陷检测技术领域，尤其涉及一种城市硬件设施的缺陷检测装置。

背景技术

隧道、桥梁、公路等城市硬件设施在建造完成后，随着使用年限的增加以及天气因素的影响，会造成上述的城市硬件设施产生不同形式的缺陷，如墙面脱落、渗水、裂缝等缺陷，若不及时对城市硬件设施进行检修及维护，则会导致缺陷进一步恶化，甚至会出现城市硬件设施损毁而发生严重安全事故的现象。目前对于城市硬件设施的检测，主要是人工对缺陷进行拍照并进行跟踪记录，这种缺陷检测的方式往往不能达到对缺陷的精准定位效果，如果需要对缺陷进行精准定位，则需要额外携带坐标测量仪、定位设备等工具，繁多的工具不利于人工携带，并且在缺陷检测时需要对各个工具进行调试，影响检测效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种城市硬件设施的缺陷检测装置，旨在解决现有技术中的缺陷检测装置对城市硬件设施的缺陷检测效率和精准性低的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种城市硬件设施的缺陷检测装置，包括：

检测背包，内部形成有收容空间并安装有载波相位差分测量仪；

悬臂，安装于所述检测背包的顶端并向上延伸；和

传感器组件，安装于所述悬臂上并用于定位所述城市硬件设施，所述传感器组件和载波相位差分测量仪电连接并能够构建所述城市硬件设施的图像以确定缺陷信息。

在本实用新型的实施例中，所述检测背包的侧面形成有开口，所述开口的侧壁铰接有用于打开或关闭所述开口的门体。

在本实用新型的实施例中，所述门体背离所述铰接侧的侧面向外沿表面凸设有抓手部，所述检测背包对应所述抓手部的位置处内凹有避让所述抓手部的避让槽。

在本实用新型的实施例中，所述悬臂包括弧形过渡连接的横向本体和竖向本体，所述传感器组件包括安装于所述横向本体上的水平激光雷达和垂直安装于所述竖向本体上的竖直激光雷达。

在本实用新型的实施例中，所述横向本体为水平放置的圆盘形结构且内部形成有圆形安装腔，所述传感器组件还包括安装于所述安装腔内的惯性测量单元，所述惯性测量单元与所述水平激光雷达和竖直激光雷达均电连接。

在本实用新型的实施例中，所述悬臂还包括安装板，所述安装板和所述横向本体的上端面通过多个间隔布置的竖向支撑柱连接，所述安装板的顶端面向外延伸出安装台，所述载波相位差分测量仪的天线安装于所述安装台上。

在本实用新型的实施例中，传感器组件还包括安装于安装板的顶端面上的工业相机，工业相机用于采集城市硬件设施的图像。

在本实用新型的实施例中，所述检测背包的底部可拆卸安装有散热板。

在本实用新型的实施例中，所述检测背包的背面安装有背带，所述背带自所述检测背包的顶端延伸至底端。

在本实用新型的实施例中，所述检测背包内还设置有用于存储构建的环境地图和环境渲染图的存储模块，所述存储模块与所述传感器组件和载波相位差分测量仪均通讯连接。

通过上述技术方案，本实用新型实施例所提供的城市硬件设施的缺陷检测装置具有如下的有益效果：

本实施例通过传感器组件与载波相位差分测量仪融合的方法对城市硬件设施的位置进行精准定位，并通过坐标转换将获取到的位置的点云数据转到同一个坐标系下，实现在同一个坐标系下进行定位，然后构建城市硬件设施的地图；地图构建完成后，通过训练好的神经网络对地图图像进行分析，以获取城市硬件设施的缺陷信息，进而实现高效快速对城市硬件设施的缺陷进行精准检测的目的，此外，本实用新型在保证传感器组件中的各个部件都能正常运行的情况下对上述的传感器组件进行紧凑和轻量化的结构设计，使得整个背包的尺寸小巧，重量轻盈。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型一实施例中城市硬件设施的缺陷检测装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例中城市硬件设施的缺陷检测装置中悬臂的横向本体去掉盖体后的结构示意图；

图3是根据本实用新型一实施例中城市硬件设施的缺陷检测装置中检测背包去掉外壳后的结构示意图。

附图标记说明

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

下面参考附图描述根据本实用新型的城市硬件设施的缺陷检测装置。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，提供一种城市硬件设施的缺陷检测装置，包括：

检测背包60，内部形成有收容空间并安装有载波相位差分测量仪50；

悬臂10，安装于检测背包60的顶端并向上延伸；和

传感器组件，安装于悬臂10上并用于定位城市硬件设施，传感器组件和载波相位差分测量仪50电连接并能够构建城市硬件设施的图像以确定缺陷信息。

本实施例通过传感器组件与载波相位差分测量仪50融合的方法对城市硬件设施的位置进行精准定位，并通过坐标转换将获取到的位置的点云数据转到同一个坐标系下，实现在同一个坐标系下进行定位，然后构建城市硬件设施的地图；地图构建完成后，通过训练好的神经网络对地图图像进行分析，以获取城市硬件设施的缺陷信息，进而实现高效快速对城市硬件设施的缺陷进行精准检测的目的，此外，本实用新型在保证传感器组件中的各个部件都能正常运行的情况下对上述的传感器组件进行紧凑和轻量化的结构设计，使得整个背包的尺寸小巧，重量轻盈，目前整个检测背包60的大小与市面上普通书包的大小接近，重量为10KG。其中，检测背包60的包体外壳为ABS树脂材质，这样能够防止检测背包60轻易被压瘪。悬臂10为内部中空结构，传感器组件的线束经由悬臂10的内部中空体与悬臂10底端的线束转接头17连接，从而实现传感器组件与检测背包60内的电控部件61之间的电连接。

在本实用新型的实施例中，由于在检测背包60的包体内设置有载波相位差分测量仪50、电控部件61等，关系到与悬臂10上的传感器组件之间的通讯连接关系，因此当发生故障时，为了方便工作人员检修，检测背包60的侧面形成有开口，开口的侧壁铰接有用于打开或关闭开口的门体63，当需要检修或更换部件时，直接打开门体63即可，方便实用。

进一步地，为了方便操作人员打开或关闭门体63，门体63背离铰接侧的侧面向外沿表面凸设有抓手部，检测背包60对应抓手部的位置处内凹有避让抓手部的避让槽，进而提升用户的体验感。

在本实用新型的实施例中，悬臂10包括弧形过渡连接的横向本体11和竖向本体12，传感器组件包括安装于横向本体11上的水平激光雷达20和垂直安装于竖向本体12上的竖直激光雷达30。通过水平激光雷达20和竖直激光雷达30实时发出的激光里程计采集城市硬件设施及周边环境的空间点云数据，使用算法对采集的点云数据进行激光点云的配准，从而实现对采集城市硬件设施的实时定位以及地图的构建；具体地，水平激光雷达20用于采集水平方向360°范围内的点云数据，竖直激光雷达30采集的竖直高度方向的点云数据，通过水平激光雷达20和竖直激光雷达30的配合，以获取需要检测的设施的三维点云数据；此外，水平激光雷达20是水平放置，竖直激光雷达30是竖直放置，水平激光雷达20和竖直激光雷达30的数据接收范围在200米的范围内。其中水平方向是指图1中的左右方向，竖直方向是指图1中的上下方向。

在本实用新型的实施例中，如图2所示，横向本体11为水平放置的圆盘形结构且内部形成有圆形安装腔，传感器组件还包括安装于安装腔内的惯性测量单元40，惯性测量单元40与水平激光雷达20和竖直激光雷达30均电连接。为了保护惯性测量单元40，将该惯性测量单元40收容安装于安装腔内，且对安装腔的表面进行封闭设计。由于时间越久，惯性测量单元40也会存在一定的误差，惯性测量单元40实时接收水平激光雷达20和竖直激光雷达30的激光里程计，利用激光里程计给出的准确位置信息来反过来纠正惯性测量单元40的参数误差，并同时发出纠正后的惯性测量单元40的里程计给水平激光雷达20和竖直激光雷达30去畸变，以提高定位的精度。

在本实用新型的实施例中，如图3所示，城市硬件设施的缺陷检测装置还包括安装于检测背包60内的载波相位差分测量仪50，载波相位差分测量仪50的天线51安装于悬臂10的顶部。其中，载波相位差分测量仪50能够采集高精度的gps的差分信号，通过因子图对惯性测量单元40的里程计、水平激光雷达20和竖直激光雷达30的里程计、载波相位差分测量仪50的数据进行融合，提高定位与建图的精度。

在本实用新型的实施例中，悬臂10还包括安装板13，安装板13和横向本体11的上端面通过多个间隔布置的竖向支撑柱14连接，安装板13的顶端面向外延伸出安装台70，载波相位差分测量仪50的天线51安装于安装台70上。竖向本体12的底端内腔内设置有线束转接头17，传感器组件的线束通过线束转接头17与检测背包60内的电控部件61连接，从而有利于支架和检测背包60的包体分离，便于运输。

在本实用新型的实施例中，检测背包60的底部可拆卸安装有散热板64，散热板64上安装有散热风扇以对工作中的检测背包60的包体内部进行散热。

在本实用新型的实施例中，检测背包60的背面安装有方便操作人员背戴的背带62，背带62自检测背包60的顶端延伸至底端。

进一步地，传感器组件还包括安装于安装板13的顶端面上的工业相机80，工业相机80用于采集城市硬件设施的图像。工业相机80实时采集环境中的图像数据，并结合训练好的神经网络对图像数据中的缺陷进行分析识别，结合构建的地图对图像数据的纹理进行渲染。其中，工业相机80为现有技术中常规的工业摄像机，由于工业相机80获取的图像为二维图像且带有色彩，而通过该传感器组件构建的城市硬件设施的地图则是点云数据构成的三维模型，通过算法将工业相机80的二维图像的颜色对应到相应的点云数据中，从而可以得到三维的带纹理的三维地图模型，以方便后续对缺陷的检测，并且能够以简单明了的环境渲染图供用户随时查看，提高用户使用体验。

在本实用新型的实施例中，检测背包60内还设置有用于存储构建的环境地图和环境渲染图的存储模块90，存储模块90与传感器组件和载波相位差分测量仪50均通讯连接，从而可便于用户随时调取存储模块9090中的数据，查阅城市硬件设施中所存在的缺陷、缺陷类型和缺陷的精确位置。

进一步地，在对隧道的渗水、裂缝、墙面脱落等缺陷进行检测的实施例中，由人工背着该背包在隧道内行走一遍，水平激光雷达20、竖直激光雷达30、惯性测量单元40和载波相位差分测量仪50在各自的定位和建图功能下构建包含位置信息的隧道地图，在工业相机80的摄像功能下拍摄隧道视频，通过自主开发的点云地图渲染算法对隧道点云地图和隧道视频进行结合，并渲染出高精度的隧道渲染图，通过训练好的神经网络对隧道视频中的图像进行分析，从而识别出隧道中所存在的缺陷、缺陷的类型、缺陷的参数以及缺陷的位置等信息。其中算法的具体过程及原理为：首先利用神经网络学习隧道的缺陷图像，然后用学习到的模型进行实际图像的检测，最终神经网络模型给出输入图像中的缺陷类型、位置、面积大小、长度等缺陷信息；在一个示例中，检测装置识别出隧道存在缺陷，缺陷的类型为裂缝，缺陷的参数为裂缝长度30cm，裂缝宽度2cm，缺陷的位置为东经150°22′15.5″，北纬35°48′32.1″。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，包括：

检测背包(60)，内部形成有收容空间并安装有载波相位差分测量仪(50)；

悬臂(10)，安装于所述检测背包(60)的顶端并向上延伸；和

传感器组件，安装于所述悬臂(10)上并用于定位所述城市硬件设施，所述传感器组件和载波相位差分测量仪(50)电连接并能够构建所述城市硬件设施的图像以确定缺陷信息。

2.根据权利要求1所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述检测背包(60)的侧面形成有开口，所述开口的侧壁铰接有用于打开或关闭所述开口的门体(63)。

3.根据权利要求2所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述门体(63)背离所述铰接侧的侧面向外沿表面凸设有抓手部，所述检测背包(60)对应所述抓手部的位置处内凹有避让所述抓手部的避让槽。

4.根据权利要求1所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述悬臂(10)包括弧形过渡连接的横向本体(11)和竖向本体(12)，所述传感器组件包括安装于所述横向本体(11)上的水平激光雷达(20)和垂直安装于所述竖向本体(12)上的竖直激光雷达(30)。

5.根据权利要求4所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述横向本体(11)为水平放置的圆盘形结构且内部形成有圆形安装腔，所述传感器组件还包括安装于所述安装腔内的惯性测量单元(40)，所述惯性测量单元(40)与所述水平激光雷达(20)和竖直激光雷达(30)均电连接。

6.根据权利要求4所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述悬臂(10)还包括安装板(13)，所述安装板(13)和所述横向本体(11)的上端面通过多个间隔布置的竖向支撑柱(14)连接，所述安装板(13)的顶端面向外延伸出安装台(70)，所述载波相位差分测量仪(50)的天线(51)安装于所述安装台(70)上。

7.根据权利要求6所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述传感器组件还包括安装于所述安装板(13)的顶端面上的工业相机(80)，所述工业相机(80)用于采集所述城市硬件设施的图像。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述检测背包(60)的底部可拆卸安装有散热板(64)。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述检测背包(60)的背面安装有背带(62)，所述背带(62)自所述检测背包(60)的顶端延伸至底端。

10.根据权利要求2至7中任意一项所述的城市硬件设施的缺陷检测装置，其特征在于，所述检测背包(60)内还设置有用于存储构建的环境地图和环境渲染图的存储模块(90)，所述存储模块(90)与所述传感器组件和载波相位差分测量仪(50)均通讯连接。

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