ES2369185B1 - Sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles. - Google Patents

Abstract

Sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles que utiliza un vehículo (1) equipado con una serie de sensores (4), cada uno de los cuales está compuesto por un iluminador láser de alta potencia y una cámara digital, yendo esos sensores en una estructura portante (5) para posicionamiento de los mismos a la distancia del revestimiento del túnel necesaria para realizar la adquisición de las imágenes. También cuenta con un odómetro (6) para la medida de la distancia longitudinal recorrida por el vehículo (1) y para coordinación de la adquisición de las imágenes, complementándose con una cámara de visión panorámica (7), unos procesadores hardware y electrónica (10), y un sistema de almacenamiento (11) de secuencias de imágenes, incluyendo un monitor TFT (12) para visualización de resultados, y un monitor auxiliar (13) para visualización por parte del conductor de las imágenes panorámicas del túnel.

Description

Sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles, prevista para su aplicación tanto en túneles de carreteras como de ferrocarril, teniendo como finalidad el poder realizar una auscultación e inspección automática y de alto rendimiento de los revestimientos de los túneles.

El objeto de la invención es conseguir unos óptimos resultados en lo que se refiere a la auscultación e inspección automática de revestimientos de túneles, basándose en un análisis de imagen que utiliza técnicas de visión artificial, adquiriendo imágenes de alta resolución de la superficie del revestimiento, iluminada con emisores láser especiales para poder detectar y analizar fisuras, deterioros, humedades, etc., pudiendo igualmente detectar desplazamientos entre dovelas, tanto en la dirección longitudinal del túnel como en la transversal.

Antecedentes de la invención

Son varias las técnicas existentes y que actualmente se utilizan para realizar la auscultación del revestimiento de los túneles, pudiendo citar como más importantes las siguientes:

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Inspección visual: realizada por personas que transitan por el túnel a pie o en vehículos lentos. Estas personas inspeccionan visualmente el revestimiento en busca de heterogeneidades. Las detectan, referencian y catalogan utilizando soporte informático e incluso papel. Como material auxiliar a la medida emplean cámaras de fotos, odómetros y cintas métricas.

-

Visión artificial: se trata de sistemas de cámaras, con o sin iluminación artificial de diversos tipos, que adquieren imágenes de la superficie del revestimiento. Normalmente se trata de imágenes en escala de grises. Posteriormente las imágenes son analizadas automática y/o manualmente para detectar las heterogeneidades en el revestimiento. Las imágenes de estos sistemas únicamente disponen de información en intensidad.

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Escáner láser 3D: se trata de sistemas que utilizan un iluminador láser que emite un haz que viaja hasta que contacta con una superficie y se refleja. El sistema mide el tiempo que tarda el haz en ir y volver, obteniendo de este modo la distancia entre el emisor y el punto. Conociendo la posición el punto origen del haz y la distancia a los puntos en los que se produce la reflexión, se obtienen las posiciones de éstos últimos. Esta técnica se denomina escáner láser 3D por Time of Flight (Tiempo de Vuelo). Para poder inspeccionar escenarios 3D, estos sistemas disponen de unos espejos giratorios que envían los haces en todas las direcciones. Su funcionamiento óptimo, en cuanto a resolución, se obtiene trabajando en estático. También pueden funcionar en dinámico instalándose en vehículos que circulan a una velocidad reducida. Además del emisor-receptor láser, estos sistemas pueden incorporar cámaras fotográficas para adquirir imágenes en intensidad de la zona inspeccionada.

Descripción de la invención

El sistema que se preconiza, utiliza en primer lugar unos sensores, basados en la visión artificial y en la tecnología láser, con lo que se lleva a cabo una iluminación de la superficie con el láser y se toma una imagen de la misma con una cámara, de manera que al ser fijas las posiciones del láser y de la cámara, en la imagen adquirida se puede calcular la distancia desde el sensor al punto iluminado, lo cual se denomina láser 3D por Triangulación. La principal ventaja de esta técnica es que de las imágenes de intensidad se puede obtener la distancia al punto iluminado, obteniendo de este modo la reconstrucción en tres dimensiones del elemento inspeccionado. Estos sistemas se utilizan en diversos campos, siendo la inspección de pavimentos de carreteras el más cercano al sector aquí tratado.

Más concretamente, el sistema de la invención se constituye a partir de un vehículo mediante el que se lleva a cabo la realización de la auscultación automáticamente, vehículo que incluye una adaptación de diploris para poder circular por vías férreas y que en el mismo está establecido una estructura o medio de montaje de hasta seis sensores compuestos cada uno de ellos por un iluminador láser lineal de alta potencia y una cámara digital.

El sistema incluye, además de la estructura portante para los sensores, así como para el posicionamiento de éstos a la distancia del revestimiento del túnel necesaria para realizar la adquisición de las imágenes; un odómetro para medida de la distancia longitudinal recorrida por el vehículo y para la coordinación de la adquisición de las imágenes; odómetro que irá situado preferentemente en una rueda del vehículo.

También incluye una cámara de visión panorámica para facilitar la conducción del vehículo; y procesadores hardware y electrónica para el control de la adquisición y grabación de imágenes, basándose en varios ordenadores instalados sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado. Incluye igualmente un sistema de almacenamiento de secuencias de imágenes basado en un rack con capacidad para 16 discos duros extraíbles; complementándose con un monitor TFT para la visualización de resultados de la adquisición y grabación de imágenes; y con un monitor auxiliar para la visualización por parte del conductor de las imágenes panorámicas del túnel; comprendiendo finalmente un sistema de alimentación eléctrica de los equipos instalados a bordo del vehículo.

Todo ello se complementa con las aplicaciones informáticas necesarias para el control de las distintas funciones.

Las cámaras digitales correspondientes a los sensores son de alta velocidad y alta resolución, estando los láseres de dichos sensores dotados de una alta potencia y proyección lineal, alineados en un mismo plano transversal, de manera que esta configuración ofrece varias ventajas en relación con otras técnicas más convencionales de análisis de imagen, resultando la característica más importante la de la configuración óptica que facilita la detección de las grietas y deterioro gracias a la información que se obtiene de la superficie inspeccionada.

Esa información se obtiene utilizando el principio de triangulación, de modo que mediante esta técnica un patrón de iluminación conocido, una línea en este caso, se proyecta desde un láser sobre el objeto a inspeccionar, y una cámara digital se coloca a una distancia fija y con un ángulo oblicuo con respecto a la luz proyectada, de manera que la intersección entre el patrón de luz emitida y el campo de visión de la cámara digital define el rango de trabajo del sensor. La posición de los puntos iluminados en la superficie del objeto se visualiza en la imagen obtenida por la cámara, pudiéndose calcular trigonométricamente la distancia de estos puntos a la cámara.

En cuanto a la adquisición de imágenes por parte de las cámaras digitales, estará controlada por una señal de sincronismo proporcionada por el odómetro, siendo la velocidad de adquisición de los sensores de al menos 2.800 imágenes por segundo, y la información proporcionada por dichos sensores estará compuesta por imágenes de intensidad e imágenes de rango. Las imágenes de intensidad contienen información de los valores de niveles de grises, y las imágenes de rango contendrán información de la distancia entre los sensores y la superficie iluminada. Cada imagen obtenida por un sensor tiene una anchura media de al menos 2 metros, pudiendo alcanzar hasta los 2,35 metros, mientras que el rango de medida en profundidad de los sensores es de hasta 500 milímetros cuando éstos se encuentran situados a una distancia de 2,0 metros de la superficie del revestimiento.

En cuanto a la estructura portante de los sensores, la misma es una estructura mecánico-hidráulica para el posicionamiento de los citados sensores a la distancia del revestimiento del túnel necesaria para realizar la adquisición de las imágenes, permitiendo dicha estructura definir automática o manualmente la posición de cada sensor en cuanto a altura, longitud y ángulo. Para ello, en cada extremo está dotada de un distanciómetro láser, para posicionar los sensores a la distancia adecuada para la medida, y de un inclinómetro digital, para posicionar los sensores con el ángulo adecuado para la medida. La estructura es capaz de soportar las cargas en los extremos con la máxima estabilidad posible de modo que se disminuyen las vibraciones que pudieran afectar a la adquisición de las imágenes, contando con un dispositivo para la recogida automática del cableado, abundante y voluminoso en los sensores.

En cuanto al odómetro, el mismo está constituido por un encoder rotativo asociado a una de las ruedas del vehículo, ya sean las convencionales de carretera o las adaptadas para circular por vías, de manera que en cualquier caso el encoder proporciona hasta

20.000 pulsos por cada giro de 360 grados realizado por su eje, de forma que conociendo la distancia recorrida entre cada dos pulsos, se conseguirá una precisión centimétrica en la medida de la distancia recorrida por el vehículo. Dicho odómetro es alimentado a una tensión de 5 voltios y se fija a las ruedas utilizando un imán en cada uno de los tornillos de las mismas, siendo la salida de pulsos del odómetro comunicada mediante procesador, realizando éste último la transformación de los pulsos en distancia. Tanto los pulsos como la distancia están sincronizados con la adquisición de las imágenes, de forma que cada imagen adquirida tiene asociado el número de pulso y la distancia recorrida correspondiente al instante en el que se realizó la toma.

En cuanto a la cámara panorámica que se incluye en el vehículo, la misma será preferentemente una cámara digital de alta resolución y alta sensibilidad luminosa, proporcionando imágenes con una cadencia mínima de 18 frames por segundo, siendo la adquisición de imágenes por parte de la cámara controlada por una señal de sincronismo proporcionada por el odómetro, lo que garantiza el sincronismo entre la distancia recorrida por el vehículo y la imagen adquirida.

En relación con los procesadores hardware y electrónica de control, se basan en la utilización de ordenadores, tarjetas contadoras de pulsos y frame grabbers instalados sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado, y cuyo rack está a su vez instalado en la plataforma de carga del vehículo, perfectamente anclado al mismo. Sobre dichos ordenadores se ejecuta una aplicación software para la adquisición y grabación en disco duro de secuencias de imágenes, adquiridas desde el vehículo en el escenario de trabajo, basándose los ordenadores en un procesador de doble núcleo funcionando a 2.4 GHz.

En relación con el sistema de almacenamiento de datos, se trata de un rack con capacidad de hasta 16 discos duros extraíbles con al menos 500 Gigabytes de capacidad cada uno de ellos, siendo este sistema empleado para el almacenamiento de la información adquirida en línea en el escenario de trabajo y cuyas imágenes son de alta resolución y almacenadas en los discos duros sin comprimir, por lo que se requiere una muy alta velocidad de transferencia de datos entre memoria y disco duro.

En cuanto al monitor TFT, será preferentemente un monitor TFT de 17 pulgadas para la visualización de resultados durante la adquisición y grabación en disco duro de secuencias de imágenes, de manera que en el proceso de grabación se muestran en pantalla indicadores del rendimiento del sistema de adquisición y grabación, así como indicadores de posibles fallos que pudieran producirse durante el proceso.

Asimismo, el monitor auxiliar que incorpora el equipo consiste en una pantalla táctil utilizada para visualizar las imágenes proporcionadas por la cámara de visión panorámica, y con ella se puede introducir manualmente información adicional de interés por parte del operador, generalmente denominadas incidencias, de modo que todas éstas son introducidas manualmente por el operador y enviadas al procesador hardware vía comunicación serie. De esta forma, las secuencias almacenadas en disco duro contienen las imágenes, junto a las incidencias introducidas por el operador.

Finalmente, en cuanto al sistema de alimentación eléctrica, está formado por dos dispositivos, uno de ellos consistente en un generador diésel capaz de proporcionar una corriente alterna de 230 voltios con 3500 vatios de potencia en continuo, disponiendo de una salida de corriente continua de 12 voltios y equipado con un panel de control remoto, encendido electrónico y sistema de parada automática por bajo nivel de aceite o sobrecalentamiento, estando el segundo dispositivo constituido por un inversor que convierte 24 voltios de corriente continua de la batería del vehículo en 230 voltios de corriente alterna y con una potencia de hasta 1500 vatios en continuo, complementándose con un elemento de seguridad en la alimentación, así como con un sistema de alimentación ininterrumpida que proporciona alimentación eléctrica al equipo durante 10 minutos, en el caso de fallo de los dispositivos anteriormente descritos.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego único de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado el sistema de auscultación dinámica de revestimientos de túneles realizado de acuerdo con el objeto de la invención. Realización preferente de la invención

Como se puede ver en la figura referida, el sistema de la invención se constituye a partir de un vehículo

(1) dotado de correspondientes ruedas (2) para su circulación por carretera o por cualquier parte, así como con un sistema de adaptación para instalar diploris (3) necesarios para circular por vías férreas.

Sobre el vehículo, se ha previsto una serie de sensores (4), concretamente seis sensores, compuesto cada uno de ellos por un iluminador láser lineal de alta potencia y una cámara digital, con una velocidad de captura de al menos 2800 imágenes por segundo, yendo estos sensores (4) dispuestos sobre una estructura portante (5), que es una estructura mecánica hidráulica para poder situar los sensores (4) a distancia del revestimiento del túnel necesaria para realizar la adquisición de imágenes.

En una de las ruedas normales o convencionales para circulación por carretera, o bien incluso en las del sistema de diploris, se ha previsto un odómetro

(6) constituido por un encoder rotativo y que permite llevar a cabo el cálculo de la distancia recorrida por el vehículo y sincronizar la adquisición de las imágenes.

En la parte superior de la cabina del vehículo (1), se incluye una cámara digital (7) de alta resolución y alta sensibilidad luminosa para facilitar la conducción del vehículo, mientras que en correspondencia con una zona (8) de la plataforma del vehículo, donde va situado un operador (9) independiente del conductor de tal vehículo, se ha previsto un procesador hardware (10) para la adquisición y grabación de las imágenes, basado en varios ordenadores-servidores instalados en un rack industrial amortiguado y estabilizado, y en cuya zona va igualmente situado un sistema de almacenamiento de datos (11) formado por un conjunto de 16 discos duros extraíbles, con al menos 500 Gigabytes de capacidad cada uno de ellos para almacenamiento de las imágenes estereoscópicas, montado también sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado, al igual que el procesador (10).

Sobre el vehículo, y concretamente sobre la zona (8) anteriormente referida, va situado un monitor TFT (12) para mostrar al operario el estado en que se encuentra la aplicación para la adquisición y visualización de las imágenes durante la realización de las medidas, contando en la zona de la cabina con un monitor auxiliar (13) para la visualización de la cámara panorámica y para la introducción manual por parte de un operador de información adicional de interés para completar la obtenida en la grabación de las imágenes.

Por último, el equipo incluye un sistema de alimentación eléctrica (14) de los equipos instalados a bordo del vehículo, compuesto dicho sistema por un generador de corriente alterna y por un convertidor.

De acuerdo con todo lo anteriormente referido, el sistema realiza un proceso de auscultación en dos tiempos, de acuerdo con lo que a continuación se expone:

En una primera parte del proceso, se utiliza el vehículo (1) operado por 2 personas. El vehículo está equipado con todos los dispositivos y aplicaciones software necesarias para realizar la adquisición y grabación de secuencias de imágenes del revestimiento de los túneles iluminado de forma activa por el sistema de iluminación láser instalado en el propio vehículo. Dichas secuencias de imágenes son almacenadas en discos duros sin ningún formato de compresión, para su posterior tratamiento y procesado. En una segunda parte del proceso, se utiliza un equipo de procesado de imágenes basado el ordenador personal (10). Este equipo toma como entrada las secuencias de imágenes grabadas en el paso anterior y genera un informe que contiene los resultados respecto a la detección de las fisuras, grietas, deterioros, zonas con humedad y geometría del revestimiento del túnel.

La primera parte del proceso tiene por misión realizar la adquisición y grabación en disco duro de secuencias de imágenes del revestimiento del túnel. Estas secuencias contienen imágenes del revestimiento iluminado por el sistema de iluminación láser lineal instalado en los sensores (4). Las cámaras también se ubican en el interior de estos sensores (4), colocadas a una distancia fija y con un ángulo oblicuo con respecto a la luz proyectada. La ubicación de los sensores

(4) se realiza gracias a la estructura mecánico-hidráulica que los porta. Con ella se posicionan los sensores a una distancia de 2 metros de la superficie del revestimiento, en dirección radial. A esta distancia, con cada sensor se cubre una anchura de hasta 2,35 metros, pudiendo inspeccionar con los seis sensores una anchura máxima de 14,1 metros. El posicionamiento correcto de los sensores (4) se consigue gracias a los inclinómetros y distanciómetros láser instalados en el extremo de cada brazo portante de la estructura. Conociendo previamente la geometría de la sección transversal del túnel se puede calcular automáticamente la posición de medida de cada uno de los sensores. El sistema también permite modificar manualmente las posiciones calculadas automáticamente para su ajuste fino. La adquisición por parte de los sensores (4) es accionada mediante una señal de sincronismo externo proporcionada por el odómetro (6). Al tratarse de imágenes lineales, esta señal de sincronismo permite garantizar la continuidad en la adquisición en la dirección de avance del vehículo (1). Se utiliza una pantalla táctil que realiza las funciones de teclado de incidencias. Mediante el teclado de incidencias, un operador introduce manualmente información de interés adicional al objeto de la medida relativa al punto kilométrico (PK), número de anillo, presencia de galería de servicio o cualquier otra que proporcione información acerca de dónde se encuentra el vehículo de auscultación durante la grabación de imágenes, para su posterior tratamiento y procesado. El procesador a bordo del vehículo de auscultación recibe las imágenes de los sensores (4), la medida de distancia proporcionada por el odómetro (6) y la información proporcionada por el teclado de incidencias. Toda esta información es estructurada y almacenada en los discos duros del equipo con una frecuencia de al menos 2800 Hz (2800 veces por segundo). Durante el proceso de adquisición y grabación, el procesador (10) muestra por el monitor TFT (12) las imágenes adquiridas por el sistema, proporcionando un indicador sobre el correcto funcionamiento del equipo, así como un segundo indicador que muestra la frecuencia real de grabación de imágenes en disco duro. Sobre el procesador se ejecuta una aplicación software que proporciona un entorno gráfico con el que el operario puede gestionar los nombres y ubicación en disco duro de las secuencias que se adquieren durante el proceso de grabación. Debido a las condiciones en las que debe funcionar el sistema (sobre la plataforma de carga de un camión en marcha), todo el sistema debe ser resistente a vibraciones y presentar un buen aislamiento térmico y mecánico. Por este motivo, el equipo hardware de adquisición, así como el sistema de almacenamiento (11), están instalados sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado frente a vibraciones. Como resultado final de esta primera parte del proceso se obtiene la información que está compuesta por imágenes de intensidad e imágenes de rango. Las imágenes de intensidad contienen información de los valores de niveles de grises. Las imágenes de rango contienen información de la distancia entre los sensores y la superficie iluminada. El disponer de la información en rango facilita el análisis a la hora de detectar deterioros en la superficie del elemento y permite localizar y valorar heterogeneidades en la geometría del revestimiento.

La segunda parte del proceso toma como entrada los ficheros generados por los procesadores a bordo del vehículo. Dichos ficheros contienen imágenes de intensidad, con información de los valores de niveles de grises, e imágenes de rango, con información de la distancia entre los sensores y la superficie iluminada. Tanto las imágenes de intensidad como las de rango se pueden tratar como una base de datos que contiene tres campos “x”, “y” y “z”. En las imágenes de intensidad el campo “x” indica la posición de cada punto iluminado en la dirección de avance del vehículo (eje longitudinal del túnel), el campo “y” indica la posición de cada punto iluminado en la dirección transversal al avance del vehículo y el campo “z” indica el valor de intensidad del nivel de gris. En las imágenes de rango los campos “x” e “y” indican lo mismo que en las de intensidad, sin embargo, los valores contenidos en el campo “z” indican la distancia desde el sensor hasta el punto iluminado. Además, los ficheros generados durante la adquisición contienen las medidas de distancia proporcionadas por el odómetro (6) y la información adicional proporcionada por el operario (9) desde el teclado de incidencias. A partir de toda esta información se realiza el procesado de las imágenes contenidas en las secuencias para efectuar la búsqueda de fisuras, grietas, deterioros y humedades, y para evaluar la continuidad de la geometría del túnel. El primer paso del sistema de procesado consiste en analizar las imágenes de intensidad. De este análisis se obtiene la detección de las zonas del revestimiento del túnel que presentan humedades en el momento de la adquisición o que en su día las presentaron y han dejado una marca en la superficie. Cada zona de humedad detectada es posicionada en el túnel gracias a los valores de los campos “x” e “y”, que a su vez están relacionados con la posición obtenida con el odómetro. Además, a cada zona de humedad detectada se le calcula el valor de su área para poder catalogarla en función del tamaño que ocupa. Conociendo la posición y el tamaño de las humedades presentes en la superficie del revestimiento se puede estudiar su evolución con el tiempo comparando los valores correspondientes a auscultaciones realizadas en distintas fechas. También se puede detectar la presencia de nuevas zonas con humedad o la desaparición de alguna de las existentes. El siguiente paso del sistema de procesado consiste en analizar las imágenes de rango. Gracias a este análisis se obtiene, en un primer momento, la detección de las fisuras, grietas y deterioros del revestimiento, y posteriormente, la evaluación de la geometría del mismo. Las imágenes de rango tienen una resolución de 1 milímetro en las direcciones longitudinal (campo “x”) y transversal (campo “y”) y de 0,5 milímetros en la dirección radial (campo “z”). Estas resoluciones permiten detectar fisuras de una apertura superior a los 2 milímetros. Como los valores contenidos en el campo “z” indican la distancia entre el sensor y el punto iluminado de la superficie, en túneles con recubrimientos curvados, previamente a la detección de las fisuras o grietas, hay que realizar un filtrado de los valores del campo “z” para aplanarlos, eliminando así la curvatura. Este aplanado facilita, en gran medida, la detección de las heterogeneidades superficiales. Las fisuras, grietas y deterioros detectados son catalogados automáticamente, asignándoles su posición en el túnel, longitud, área y profundidad. Al igual que en el caso de las humedades, disponer de esta catalogación permite estudiar su evolución con el tiempo comparando los valores correspondientes a auscultaciones realizadas en distintas fechas. Del mismo modo, se puede detectar la aparición de nuevas fisuras y deterioros durante el paso del tiempo. El análisis de la geometría del revestimiento es el último paso realizado en el procesado de las imágenes de rango. Este análisis es de gran importancia en los túneles con revestimientos de dovelas prefabricadas de hormigón. De él se obtienen los valores de los escalonamientos: desplazamientos en la dirección radial de los distintos elementos (dovelas) que componen el conjunto del revestimiento del túnel, también denominados cejas. Los resultados obtenidos se pueden diferenciar entre escalonamientos longitudinales (entre dovelas de distintos anillos) y transversales (entre dovelas del mismo anillo). Como en el resto de las detecciones que realiza el sistema, los escalonamientos también son catalogados por posición y dimensiones y puede efectuarse el seguimiento de su evolución a lo largo del tiempo.

Finalmente, los resultados obtenidos en el procesado se entregan con una aplicación informática que permite realizar la visualización de las imágenes obtenidas en la adquisición, seleccionando el número de metros a visualizar y el número de cámaras que se quieren representar. La aplicación dispone de zoom para la visualización con detalle de la zona deseada y permite el desplazamiento automático a un determinado anillo, punto kilométrico del túnel o incidencia introducida manualmente por el operador a través del monitor auxiliar (13). Además, esta aplicación permite visualizar sobre las imágenes adquiridas el análisis realizado, representando los resultados de las detecciones (fisuras, grietas, deterioros, humedades, y escalonamientos) sobre las imágenes originales de la superficie del revestimiento. Se puede seleccionar un sólo tipo de detección a visualizar y avanzar automáticamente por él o mostrar todos a la vez. La herramienta informática también permite visualizar con detalle los datos de una zona concreta y de este modo obtener perfiles de la geometría del revestimiento en dicha zona. Como toda la información adquirida y procesada se encuentra estructurada en una base de datos, con esta aplicación se pueden realizar estudios estadísticos de los resultados obtenidos en el análisis, lo que permite localizar los tramos con mayor presencia de cada tipo de detección. Por último, la aplicación puede visualizar auscultaciones realizadas en distintas fechas, tanto en las imágenes adquiridas como en sus análisis. De esta forma se puede evaluar la evolución con el tiempo de las heterogeneidades detectadas.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles, que pudiendo ser aplicable tanto en túneles de carreteras como de ferrocarril, se caracteriza porque se constituye a partir de un vehículo

   (1) dotado de los correspondientes medios de rodadura convencionales (2) y un sistema de adaptación de diploris (3) para permitir su circulación por vías férreas, comprendiendo una estructura de soporte (5) para una pluralidad de sensores (4), compuesto cada uno de ellos por un iluminador láser lineal de alta potencia y una cámara digital; estando la estructura de soporte (5) dotada de medios que posibilitan tanto el posicionamiento de los sensores (4) como el distanciamiento de los mismos respecto del revestimiento del túnel que se pretende auscultar, para la correcta adquisición de imágenes; con la particularidad de que se incluye un odómetro (6) para la medida de la distancia longitudinal recorrida por el vehículo (1) y para la coordinación de la adquisición de imágenes, así como una cámara de visión panorámica (7) para facilitar la conducción del vehículo y una zona (8) con un operador (9) y procesadores hardware y electrónica (10) para control de la adquisición y grabación de imágenes, estando dichos procesadores basados en ordenadores instalados sobre un rack industrial amortiguado y estabilizado, incorporando también en esa misma zona (8) un sistema de almacenamiento de secuencias de imágenes (11) basado en un rack con capacidad para 16 discos duros extraíbles y un monitor TFT (12) para la visualización de resultados de la adquisición y grabación de imágenes, complementándose con un monitor auxiliar (13) para visualización por parte del conductor de las imágenes panorámicas del túnel y un sistema de alimentación eléctrica (14) para los equipos instalados a bordo del propio vehículo (1).
2. 2. Sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles, según reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras digitales asociadas a los sensores (4) son de alta velocidad y alta resolución, mientras que los láseres asociados a dichos sensores

   (4) son igualmente de alta potencia y de proyección lineal, estando alineados en un plano transversal para permitir obtener información en tres dimensiones de la superficie auscultada, utilizando el principio de triangulación.
3. 3. Sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles, según reivindicación 1, caracterizado porque la información en tres dimensiones de la superficie auscultada está compuesta por imágenes de intensidad e imágenes de rango, las primeras de ellas conteniendo información de los valores de niveles de grises, y las segundas conteniendo información de la distancia entre los sensores y la superficie iluminada.

   OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

   N.º solicitud: 201030555

   ESPAÑA

   Fecha de presentación de la solicitud: 16.04.2010

   Fecha de prioridad:

   INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

   51 Int. Cl. : G01C7/06 (2006.01) E21D9/00 (2006.01)

   DOCUMENTOS RELEVANTES

   Categoría

   Documentos citados Reivindicaciones afectadas

   Y

   DE 19513116 A1 (MISOPH) 10.10.1996, columna 3, línea 26 – columna 4, línea 40; figuras 1,5,7. 1-3

   Y

   GB 2412261 A (LASER RAIL LTD) 21.09.2005, página 9, línea 24 – página 10, línea 13; página 12, líneas 11-19; página 14, línea 13 – página 15, línea 11; página 16, línea 1 – página 17, línea 5. 1-3

   Y

   Boletín informativo nº 8 TUSSAM 18.08.2008, página 2: “Vehículo de encarrilamiento UNIMOG” 1-3

   Y

   JP 2000217100 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) 04.08.2000, resumen. 1-3

   A

   EP 0952427 A2 (INCO LTD) 27.10.1999, párrafo [13]; resumen. 1-3

   Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

   El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

   Fecha de realización del informe 31.10.2011

   Examinador Javier Olalde Página 1/4

   INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

   Nº de solicitud: 201030555

   Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01C7/06, E21D9, B61K9/00 Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

   búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI

   Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

   OPINIÓN ESCRITA

   Nº de solicitud: 201030555

   Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 31.10.2011

   Declaración

   Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

   Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO

   Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

   Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO

   Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

   Base de la Opinión.-

   La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

   Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

   OPINIÓN ESCRITA

   Nº de solicitud: 201030555

   1. Documentos considerados.-

   A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

   Documento

   Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

   D01

   DE 19513116 A1 10.10.1996

   D02

   GB 2412261 A 21.09.2005

   D03

   Boletín informativo nº 8 TUSSAM 18.08.2008

   D04

   JP 2000217100 04.08.2000

   D05

   EP 0952427 A2 27.10.1999

4. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

   De acuerdo con el Art. 29.6 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/86 de Patentes se considera que los objetos definidos por las reivindicaciones 1-3 parecen ser nuevos en el sentido del artículo 6.1 de la Ley 11/86 de Patentes (LP), y NO parecen implicar actividad inventiva en el sentido del artículo 8.1, en relación con el estado de la técnica establecido por el artículo 6.2 de dicha Ley. En concreto,

   El documento D01 divulgó un sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles que se constituye a partir de un vehículo dotado de medios de rodadura sobre vías férreas, que comprende una estructura soporte para una pluralidad de sensores, compuesto cada uno de ellos (al menos) por un iluminador láser lineal y (al menos) una cámara digital. El sistema cuenta con monitor y un subsistema de almacenamiento de imágenes y la estructura soporte dispone de “medios” de posicionamiento y distanciamiento de las paredes.

   Las diferencias entre el objeto definido por la reivindicación 1 y lo divulgado en D01 radican en que el objeto reivindicado comprende adicionalmente: 1) Un sistema diploris para permitir la circulación del vehículo por vías y caminos convencionales. 2) Un odómetro, para la medida de la distancia longitudinal recorrida por el vehículo. 3) Un sistema de alimentación eléctrica para los equipos instalados a bordo del vehículo. 4) Procesadores hardware y electrónica de control de la adquisición y grabación de imágenes. 5) Una cámara panorámica y un monitor asociado para facilitar la conducción del vehículo.

   El documento D02 divulgó un sistema para la auscultación dinámica de revestimientos de túneles que se constituye a partir de un vehículo dotado de medios de rodadura sobre vías férreas, que comprende una estructura soporte para un sensor que comprende a su vez una pluralidad de iluminadores láser y una pluralidad de cámaras. El sistema cuenta con un subsistema de almacenamiento de imágenes y La estructura soporte dispone de “medios” de posicionamiento y distanciamiento respecto del revestimiento del túnel. El sistema divulgado en D02 divulga explícitamente las características 3) y 4) junto con la característica 2).

   Las diferencias entre el objeto definido por la reivindicación 1 y lo divulgado en D02 radican en el sistema de sensores y en que el objeto reivindicado comprende adicionalmente las características “1” y “5” reseñadas.

   El experto en la materia combinaría de forma evidente D01 y D02, partiendo de cualquiera de ellos, para resolver los mismos problemas y obtener los mismos resultados que el objeto reivindicado, salvo en lo concerniente a las características “1” (sistema diploris para posibilitar la circulación por vías férreas y por caminos convencionales) y “5” (cámara panorámica y monitor asociado para facilitar la conducción del vehículo).

   Estas dos características se encuentran divulgadas en D03 y D04 respectivamente, constituyendo meras yuxtaposiciones, esto es, soluciones conocidas de problemas conocidos que no interaccionan con el resto del sistema de auscultación y que aportan los resultados esperados por separado.

   Las reivindicaciones dependientes (2 y 3) no añaden características técnicas que en combinación con las reivindicaciones de las que dependen impliquen actividad inventiva, habiendo sido divulgadas, explícita o implícitamente, en D01.

   Adicionalmente, las características adicionales de la reivindicación 3 se encuentran divulgadas explícitamente en D05.

   Informe del Estado de la Técnica Página 4/4