[发明专利]基于红外成像原理的隧道水害检测机器人

说明书

本发明涉及基于红外成像原理的隧道水害检测机器人，属于隧道检测领域。该机器人包括红外热成像仪和车载系统；红外热成像仪设置在车载系统上；红外热成像仪在车载系统行进过程中沿隧道360°旋转，红外热成像仪在扫描头的扫描过程中自发自收脉冲信号，获得螺旋形的点云数据；在获得点云数据后，通过红外热成像仪显示出红外辐射的温度变化；根据渗漏水病害所产生的红外辐射场的曲线规律，设置中通滤波器，将红外辐射数据异常值过大的数据滤掉，保留符合实际变化规律的红外辐射数据，以此获得有效数据，利用线性回归算法对数据进行修正；利用热成像原理看到衬砌水害的存在及发展变化情况，通过人工识别方式发现存在的问题，形成断面报告。

技术领域

本发明属于隧道检测领域，涉及基于红外成像原理的隧道水害检测机器人。

背景技术

目前，针对隧道内部复杂的环境，几乎是通过人工方式，根据施工经验，对隧道断面进行评估。这种方式判断误差较大，对施工的安全性无法保障。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于红外成像原理的隧道水害检测机器人，

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于红外成像原理的隧道水害检测机器人，包括红外热成像仪和车载系统；

所述红外热成像仪设置在车载系统上；红外热成像仪在车载系统行进过程中沿隧道360°旋转，红外热成像仪在扫描头的扫描过程中自发自收脉冲信号，获得螺旋形的点云数据；

在获得点云数据后，通过红外热成像仪显示出红外辐射的温度变化；

根据渗漏水病害所产生的红外辐射场的曲线规律，设置中通滤波器，将红外辐射数据异常值过大的数据滤掉，保留符合实际变化规律的红外辐射数据，以此获得有效数据，利用线性回归算法对数据进行修正；

利用热成像原理看到衬砌水害的存在及发展变化情况，通过人工识别方式发现存在的问题，形成断面报告。

进一步，所述在获得点云数据后，通过红外热成像仪显示出红外辐射的温度变化具体为：

通过红外热成像仪探测隧道前方一定范围内的红外辐射场的变化，当探测前方不存在隐伏的地质异常体时，红外辐射场是一常值，当探测前方一定范围内存在隐伏的地质异常体时，地质异常体产生的辐射场就要叠加在正常辐射场上，从而使得正常辐射场发生畸变；根据红外辐射场曲线的变化规律，全空间、全方位探查地质异常体；

在隧道检查中，当隧道衬砌表面或者衬砌周围浅埋地带有渗水病害存在时，含水构造产生的异常红外辐射场会叠加到围岩的正常辐射场上，红外热成像仪显示屏上的曲线出现数据突变，根据该变化发现到渗漏水病害的存在。

进一步，所述利用线性回归算法对数据进行修正具体为：采用最小二乘法对数据进行线性拟合，找出回归方程，然后根据需求对数据进行线性修正，以求平衡背景值，用于观察温度异常区域。

本发明的有益效果在于：本发明能够简单有效地看到衬砌水害的存在及发展变化情况，形成断面检测报告。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明运作示意图；

图2为温度异常对比图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，数据的获得通过扫描头的旋转配合车载系统的行进获得螺旋形的点云数据。红外热成像仪在扫描过程中自发自收脉冲信号，通过扫描头沿隧道360度旋转，让数据形成点云。