[发明专利]一种隧道衬砌结构病害综合检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种隧道衬砌结构病害综合检测装置及方法，所述装置包括：移动载体和设于移动载体上方的云台；所述云台中设有多个检测模块，包括激光测距模块和多个病害检测模块，均与中控模块连接；其中，所述激光测距模块设于中心，多个病害检测模块设于激光测距模块的周围；中控模块基于激光测距模块所测的与被测表面之间的距离，控制多个病害检测模块的朝向，使得多个病害检测模块对同一目标区域进行成像。本发明能够实现隧道衬砌表面病害的综合检测和评价，一方面，通过多种方式综合检测，提高了病害识别准确率，另一方面，病害的综合评价有助于维修人员对病害划分优先级，提高工作效率。

技术领域

本发明属于隧道内移动式检测技术领域，尤其涉及一种隧道衬砌结构病害综合检测装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着国家对于基础设施建设的大力投入，隧道的数量逐年增加，随之带来的隧道维护成本也越来越大，目前传统的检测手段仍以人工为主，虽然现在手持的检测装置也有很大的技术进步，但在隧道这种低亮度环境下，仍然难以保证人工检测的精准与有效，工作效率的低下耗费了大量的人力与时间成本。

近年来，代替人工的无人隧道检测车层出不穷，不同的隧道检测车上搭载了各种类型的传感器和相机，在车辆沿隧道行驶的过程中，传感器或相机不断采集高精度的隧道衬砌图像，通过深度学习等机器学习技术对采集到的图像进行特定的病害自动识别与分类，最后通过图像拼接与数据融合，实现多种病害精准识别分类并标记在对应的隧道扫描图中。

现在隧道建设环境愈发复杂，一种地质问题可能引发多种类型的隧道衬砌损伤，同时，一种隧道表观病害的内部或附近很可能会寄生其他种类的病害，目前的无人隧道检测车难以实现病害的综合评估。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种隧道衬砌结构病害综合检测装置及方法。能够同时检测多种类型病害，对多种病害进行综合评估和可视化。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种隧道衬砌结构病害综合检测装置，包括：移动载体和设于移动载体上方的云台；所述云台中设有多个检测模块，包括激光测距模块和多个病害检测模块，均与中控模块连接；其中，所述激光测距模块设于中心，多个病害检测模块设于激光测距模块的周围；

中控模块基于激光测距模块所测的与被测表面之间的距离，控制多个病害检测模块的朝向，使得多个病害检测模块对同一目标区域进行成像。

进一步地，所述多个病害检测模块包括：三维建模和变形检测模块、裂缝和脱落检测模块和渗漏检测模块。

进一步地，所述云台为半球形，半球切面上设有四个孔洞，用于容纳三维建模和变形检测模块的激光发射单元、裂缝和脱落检测模块的可见光摄像头、渗漏检测模块的红外摄像头与激光测距模块的激光发射单元，且四个孔洞大小均为激光发射单元或摄像头旋转预留一定额外空间；其中，激光测距模块的激光发射单元位于中心，可见光摄像头、红外摄像头分别等间距设于其两侧，且三者共线。

进一步地，多个检测模块均通过支撑机构固定多功能云台内部；其中，激光测距模块设置于支撑机构中间，裂缝和脱落检测模块和渗漏检测模块分别设置于激光测距仪两侧，且通过转向电机设于支撑机构上。

进一步地，所述云台为半球形，且两侧分别通过横滚电机连接于U形支架内；所述U形支架通过竖滚电机连接在移动载体上；其中，所述横滚电机和竖滚电机上均设有转矩传感器，U形支架上设有三轴陀螺仪，均与中控模块连接。

进一步地，所述多个检测模块在云台中的位置，根据各检测模块的初始重力信息，以及各检测模块的重心相对三个电机转轴的偏移量信息，进行初始化，以保证云台的稳定性。

进一步地，所述中控模块能够通过无线通讯模块与一个或多个移动客户端建立连接。