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[发明专利]基于线阵相机的地铁隧道裂缝定位装置和方法-CN202110190536.4有效
发明人：彭苏萍;许献磊;王亚文;刘昱浩 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2021-02-18 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于线阵相机的地铁隧道裂缝定位装置和方法，主要包括：线阵相机A1A2……An、相机主控单元B1B2……Bn、测距编码器C、相机同步控制单元D、相机支架E、测角仪F1F2……Fn/2(n为奇数时应为F(n+1)/2)和测距仪G1G2……Gn/2(n为奇数时应为G(n+1)/2)；所述线阵相机A1A2……An分别与相机主控单元B1B2……Bn连接，所述测距编码器C与相机同步控制D相连接，相机同步控制单元D同时与线阵相机和相机主控单元相连接，线阵相机A1A2……An固定安装在相机支架E上，所述测角仪和测距仪分别与线阵相机固定连接；隧道裂缝识别定位方法步骤：图像预处理、裂缝识别和追踪。本发明可实现地铁隧道裂缝的快速探测识别及精确定位。
基于相机地铁隧道裂缝定位装置方法

[发明专利]一种基于TIN模型的地铁隧道三维模型构建方法-CN202110190539.8有效
发明人： 许献磊;王亚文;郑浩翔;宋照国 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2021-02-18 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G06T7/521 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于TIN模型的地铁隧道三维模型构建方法，该方法主要包括：(1)同步获取隧道表面二维阵列图像数据和三维点云数据；(2)在隧道环向方向，依次提取相邻二维阵列图像数据的共同特征点并进行特征点匹配，从而得到环向拼接图像P1，以此类推，得到其他环向拼接图像P2、P3……Pn；(3)点云数据与环向拼接图像空间坐标配准；(4)基于点云数据构建地铁隧道三维TIN模型；(5)沿地铁隧道方向，从所述环向拼接图像P1开始，分别与地铁隧道三维TIN模型进行融合处理，最终得到地铁隧道精细三维模型。
一种基于 tin 模型地铁隧道三维构建方法

[发明专利]一种地铁隧道安全隐患检测车同步采集控制方法-CN202110397818.1有效
发明人： 许献磊;孙明浩;彭苏萍;周东林;王泓博 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2021-04-14 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种地铁隧道安全隐患检测车同步采集控制方法，属于隧道检测设备技术领域，本方法包括：预先在检测车车轮安装测距编码器，其产生的脉冲作为同步控制信号；该信号输入包括探地雷达、线阵相机、三维激光扫描、惯导仪、测距仪、测角仪等不同采集设备中，设备对接收的脉冲信号进行解析和处理；根据设备工作方式和工作频率的差异，同步采集控制又分为触发采集存储模式和连续同步采集存储模式。本发明基于计算机控制理论，实现了地铁隧道安全隐患检测车的同步采集控制功能。
一种地铁隧道安全隐患检测同步采集控制方法

[发明专利]地铁隧道安全隐患检测车避障装置及方法-CN202110190522.2有效
发明人： 许献磊;周东林;彭苏萍;支徐恬 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2021-02-18 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： G01S17/931 文献下载
摘要：本发明公开了一种地铁隧道安全隐患检测车避障装置及方法，主要包括：检测车避障控制主机A、三维激光扫描仪B、惯导单元C、测距编码器D、机械臂E1E2……En、机械臂顶端安装有测角仪F1F2……Fn和测距仪G1G2……Gn。所述检测车避障控制主机A与三维激光扫描仪B、惯导单元C、测距编码器D相连，所述惯导单元C与三维激光扫描仪B固定连接，所述机械臂E1E2……En与检测车避障控制主机A相连，所述测角仪F1F2……Fn和测距仪G1G2……Gn分别与机械臂E1E2……En固定连接。三维激光扫描仪、惯导单元、测距编码器、测角仪和测距仪采集的数据实时传输给检测车避障控制主机A，经过处理、建模、分析，可快速识别地铁隧道“障碍物”外表面距离机械臂顶端的距离及“障碍物”隧道内的相对位置信息，从而控制机械臂的伸缩工作状态，确保搭载在机械臂顶端的地铁隧道安全隐患探测器可成功避开隧道内“障碍物”，实现地铁隧道隐患的安全检测。
地铁隧道安全隐患检测车避障装置方法

[发明专利]隧道检测车载定位装置及融合定位方法-CN202211101228.0在审
发明人： 许献磊;周东林;李天宇;支徐恬 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2022-09-09 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道检测车载定位装置及融合定位方法，主要包括：①在隧道检测车辆上安装增量型里程编码器A与车载视觉相机B1、B2，并使用主控单元U接收处理上述传感器信息；②在隧道内按照规则确定测定起点与终点、采集起点与采集终点，布设控制点位并粘贴二维码，测量隧道内布设的控制点坐标并将其导入二维码；③车载视觉相机B1、B2实时获取二维码图像，经由主控单元U处理得到二维码携带的控制点坐标信息；④融合定位解算，使用控制点坐标对增量型里程编码器A获取的里程信息进行校正，进而消除累积误差，提高定位精度。本发明可实现隧道检测车辆在隧道内作业时因车轮磨损引起的周长变化以及滑行/空转等原因造成的里程编码器累积误差，保证检测车辆自身位置的精度。
隧道检测车载定位装置融合方法

[发明专利]基于多通道探地雷达的地铁隧道衬砌病害定位装置和方法-CN202110190520.3有效
发明人：彭苏萍;许献磊;孙明浩;孔晶;王一丹 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2021-02-18 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G01S13/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多通道探地雷达的地铁隧道衬砌病害定位装置和方法，主要包括：多通道探地雷达主机A、雷达天线B1B2……Bn、测距编码器C、测角仪D1D2……Dn‑2和测距仪E1E2……En‑2；所述多通道探地雷达主机A与雷达天线B1B2……Bn相连，所述测距编码器C与多通道探地雷达主机A相连，所述测角仪D1D2……Dn‑2和测距仪E1E2……En‑2分别与雷达天线B1B2……Bn固定连接；多通道探地雷达主机和雷达天线可快速识别衬砌病害及其相对深度，测距编码器C可获得衬砌病害在隧道行进方向的距离，根据测角仪D1D2……Dn‑2和测距仪E1E2……En‑2数据可解算出衬砌病害在隧道环向的位置及实际深度。本发明可实现地铁隧道衬砌病害的快速探测及精确定位。
基于通道雷达地铁隧道衬砌病害定位装置方法

[发明专利]地铁隧道渗漏水病害的综合检测装置及方法-CN202210252603.5在审
发明人： 许献磊;刘昱昊;孙明浩;张迪 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01M3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种地铁隧道渗漏水病害综合检测装置及方法，主要包括：检测车雷达数据采集主机A、检测车红外数据采集主机B、多通道探地雷达天线系统C、测距编码器D、非制冷红外焦平面探测器E1,E2,E3以固定角度安装在红外探测模组E中、红外探测模组E表面固定安装测距仪F1,F2,F3和测角仪G、多通道雷达天线系统C中各个天线端固定安装有测距仪H1,H2,…,Hn和测角仪I1,I2,…,In。所述检测车雷达数据采集主机A与多通道探地雷达天线系统C相连，所述检测车红外数据采集主机B与非制冷红外焦平面探测器E1,E2,E3相连；测距编码器D与检测车雷达数据采集主机A和检测车红外数据采集主机B相连；A和B通过测距编码器D触发工作，通过对采回的多源数据进行预处理、响应特征分析、联合解释，同时搭建隧道衬砌内‑外渗水位置关系模型，可快速识别衬砌表面和背后含水信息，实现地铁隧道渗漏水病害的快速智能检测。
地铁隧道渗漏水病害综合检测装置方法

[发明专利]隧道车载多通道雷达天线智能支架装置及工作方法-CN202210483872.2在审
发明人：彭苏萍;许献磊;宋照国;周东林;孙明浩 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2022-05-05 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： H01Q1/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道车载多通道雷达天线智能支架装置及工作方法，主要包括固定在探测车上的机械臂A、设置于机械臂顶部的雷达天线单元B、雷达采集控制主机C以及智能支架伸缩控制系统D，所述雷达天线单元B上固定安装有测距仪E和测角仪F。在工作状态下，雷达天线单元B外部截面的法线方向垂直于所测部位隧道表面，E和F用于确定B的姿态及天线距离隧道壁的距离参数；采集控制主机C用于获取雷达天线单元B采集到的隧道衬砌雷达回波数据；机械臂A受伸缩控制系统D调节控制。通过隧道车载多通道雷达天线智能支架装置及工作方法，可实现雷达天线单元的自由伸缩以适应不同尺寸公路隧道类型，并实现衬砌内部安全隐患的快速探测及数据采集。
隧道车载通道雷达天线智能支架装置工作方法

[发明专利]一种地铁隧道安全隐患多功能检测车-CN202010222596.5有效
发明人： 许献磊;彭苏萍;王亚文;孙明浩 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2020-03-26 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： B60F1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种地铁隧道安全隐患多功能检测车，该检测车采用公轨两用底盘，可实现检测车在公路和轨道两种不同环境下的探测应用，并且可快速完成从公路路面到轨道面的行走切换；配置了操作室、多通道悬空探地雷达系统、裂缝探测系统和隧道表面三维信息采集系统，一次轨道作业即可实现地铁隧道衬砌病害、轨道底板病害、裂缝、形变和错台等安全隐患的快速探测。
一种地铁隧道安全隐患多功能检测

[发明专利]一种用于定向钻孔雷达的天线控向装置-CN202011326778.3有效
发明人：李涛涛;何宇;许献磊;胡子健;欧阳芬芬;凌熊健 -专利权人：萍乡学院
申请日： 2020-11-24 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： H01Q3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于定向钻孔雷达的天线控向装置，包括天线外管、天线内管、控向转动机构、支撑旋转机构；天线内管内置于天线外管中，天线内管中设置有主体控制单元、屏蔽蝶形天线和天线位姿探测单元；控向转动机构包括驱动电机、内管连接件和外管连接件，内管连接件与驱动电机的机身固连，外管连接件与驱动电机的转轴固连，内管连接件与天线内管固连，外管连接件与天线外管固连，驱动电机和天线位姿探测单元分别与主体控制单元电连接；支撑旋转机构包括导电滑环、法兰连接件和轴承，天线内管和轴承的内圈分别与法兰连接件固连，天线外管与轴承的外圈固连，主体控制单元通过导电滑环与远程雷达主机及电源电连接。本发明能够对钻孔雷达进行纠偏。
一种用于定向钻孔雷达天线装置

[发明专利]隧道地质安全超前超深探测车-CN202210397596.8在审
发明人：彭苏萍;许献磊;李泽华;张迪;孙明浩 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2022-04-15 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： G01V3/12 文献下载
摘要：本发明公开一种隧道地质安全超前超深探测车，涉及隧道地质构造及地质灾害检测技术领域，主要结构包括汽车、大功率超深地质雷达天线、机械臂系统、定位系统、雷达数据采集系统、视频采集系统和电气控制系统；机械臂系统主要解决了隧道复杂环境下隧道掌子面前方、拱顶、侧墙依靠人工搬运天线作业效率低、危险性大的问题，隧道地质安全超前超深探测车采用大功率超深地质雷达天线，可实现隧道超深地质构造探测；隧道地质安全超前超深探测车采用可收缩机械臂设计，可提高探测的工作效率；定位系统采用了两个测距轮编码器和两个定位接收模块，可以获取探测位置准确的坐标信息；视频采集系统的实时视频数据采集可以为雷达数据的处理和解释提供现场回放，减少对异常目标的误判漏判；电气控制系统对机械臂的实时位置调控，可以更加准确及时的改变天线姿态进行探测，探测结果为隧道现场施工及修复提供准确依据。
隧道地质安全超前探测

[发明专利]隧道表观图像的车载采集装置及其控制方法-CN202210326870.2在审
发明人： 许献磊;宋照国;郑浩翔;孙明浩 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： G01N21/88 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道表观图像的车载采集装置及其控制方法，主要包括：采集控制主机A、线阵相机采集单元B、智能支架C、智能支架旋转控制系统D、智能支架伸缩控制系统E。所述线阵相机采集单元B固定安装在智能支架C上，线阵相机采集单元B中固定安装有测距仪F和测角仪G。F和G用于确定线阵相机采集单元B的姿态参数及相机距离隧道壁的距离参数，采集控制主机A控制B并实现隧道表观图像的数据采集，D和E用于智能支架C的调节控制。通过车载采集装置及其控制方法可实现对隧道表观图像的高精度采集。
隧道表观图像车载采集装置及其控制方法

[发明专利]基于钟摆式探地雷达的地下病害三维信息提取方法-CN202010052644.0有效
发明人： 许献磊;刘波 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2020-01-17 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01S13/88 文献下载
摘要：本发明专利提供一种基于“钟摆式”探地雷达的地下病害三维信息提取方法，该方法通过“钟摆式”探测方式来获取地下结构病害的雷达数据，然后通过数据处理提取地下结构病害的三维信息，最终实现道路地下结构病害快速探测目的。其实现步骤为：1.数据采集；2.数据处理；3.数据校正；4.地下病害的识别与三维信息提取；5.三维成像。
基于钟摆雷达地下病害三维信息提取方法

[发明专利]一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置-CN202010004915.5有效
发明人： 许献磊;马正;孙焘;孔晶 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2020-01-03 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： H01Q1/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种矿用煤岩层位识别的地质雷达天线支架装置。该装置包括：基座、液压驱动系统、伸缩臂、天线保护箱、天线保护箱托板。该装置的主要功能为：一是利用液压驱动系统来实时调整支架装置的高度及姿态，确保地质雷达天线与探测煤层表面处于安全高度范围内，实现雷达数据有效采集；二是实现地质雷达天线装置的安全防护。
一种矿用煤岩层识别地质雷达天线支架装置

[发明专利]城市道路超深多频组合探地雷达天线-CN202111113528.6在审
发明人： 许献磊;彭苏萍;杨峰;马正;王泓博;张迪 -专利权人：中国矿业大学（北京）
申请日： 2021-09-23 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： H01Q5/28 文献下载
摘要：本发明专利公开一种城市道路超深多频组合探地雷达天线，涉及城市地下病害检测技术领域，该装置主要包括探地雷达阵列组合天线辐射器、钢骨架、转向装置、测距轮、防撞底板、主体外壳等；探地雷达阵列组合天线辐射器置于该天线的中间，并通过钢骨架与两端的转向装置固定连接，转向装置包括轮子及悬挂架，测距轮编码器与一个轮子同轴连接实现测距触发控制，主体外壳置于天线顶部，防撞底板固定于天线前端底部。该装置一方面可以屏蔽外界电磁波的干扰，另一方面可以使整体结构稳定、紧凑，一次作业除了采集低频雷达数据之外，还可以获取多个高频雷达数据，多个频率融合探测可以提高城市道路探测的深度和精度，为城市道路交通安全运营与地下空间可持续性安全开发提供技术支撑与稳定保障。
城市道路超深多频组合雷达天线

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