[发明专利]一种隧道检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及隧道检测领域，尤其涉及一种隧道检测成像装置。

背景技术

目前铁路运营隧道衬砌质量检测沿用的方法主要是人眼观察、手工量测绘图方法和照相方法。其中，人眼近距离观察、量测使用的辅助设备主要有台车、高架等，用于解决地面观察距离太远、不能近距离观察、量测的问题。但是，人眼观察方法、受观察者视力、体力等制约，极易产生遗漏、描述不准确，同时，人眼检测的时间和成图周期长，工作效率非常低。

采用照相方式可以获得很精细的图像，再对图像进行分析，不需要台车、高架车等辅助设备。照相方法的辅助装置是相机脚架，以保证高分辨率照相时相机姿态的稳定，避免图像模糊。由于高分辨力的图像每张图像覆盖的面积仅为0.2-0.5平方米，单张图像信息有限。获取隧道衬砌多张图像采取不断移动三脚架(移动相机)获得的，每张隧道图像成像时具有不同的光学成像中心和方位角、高度角，具有不同的比例尺，很难合成连片图像。因此也不具备用这些图像形成确定比例尺专题图的能力。使用照相方式解决隧道检测的工作基本没有开展，主要方式仍然是人眼检测。

由于检测作业在隧道现场，长时间占用隧道直接影响到交通运营的实施。尤其是轨道交通在检测期间列车必须停运，直接对运输经济造成减损。

人工检测方法和照相方式一个共性的缺陷是效率低，都不能适应隧道快速检测的要求。

专利《一种基于全景摄像的隧道检测装置及其检测方法》中提出：检测装置包括：用于沿隧道中心线行驶的检测车，车上安装了摄像机，这种成像方法中行进的摄像机采集的图像位置和姿态是基于检测车的位置和姿态确定的，检测车定位方法是基于磁罗盘图像和行进距离，但是没有关于检测车如何准确定位的方法和技术，无法准确定位图像位置。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出了一种隧道检测装置，该装置精度高，可靠性强并且节省人力。

一种隧道检测装置，包括：

车架，所述车架能够在隧道内沿轨道延伸方向行进，

安装于车架上的前进距离控制系统，所述前进距离控制系统能精确控制车架在隧道内沿轨道的位移，

安装在车架上的检测装置，所述检测装置包括成像单元，照明单元，所述照明单元为成像单元获取隧道内待检测区域图像提供光源，所述成像单元由多台相机组成，

集成于检测装置上的图像单元，用于图像的采集、存储和输出，

其特征在于，

还包括安装在车架上的横向精确定位控制部件，姿态传感器，激光测距单元，

所述横向精确定位控制部件可以使车架在隧道内轨道行进时不产生蛇形，保证车架在垂直轨道方向的精确定位，

所述姿态传感器用于记录指定时刻车架的纵向和横向坡度角，

所述检测装置通过定位销安装在车架上，

所述定位销可以使成像单元与车架进行快速的装配，同时确保成像单元的位置固定，

所述多台相机的空间排列方式为：

所述多台相机的镜头主光轴与车架前进方向垂直，

所述多台相机的镜头光心位于同一条轴线A上，所述轴线A与车架前进轴线平行且轴线A与车架所在轨道的中心线平行，

所述多台相机位于前进方向轴线的不同位置，相机之间的间隔根据相机成像指标包括等间距和不等间距，

所述多台相机位于车架前进轴线垂直的平面B上，

所述多台相机位于相机主光轴的投影在所述平面B上的图形是以相机光心轴线为原点的辐射线，所述多台相机的主光轴之间的夹角根据相机成像指标包括等角度间隔和不等角度间隔，

所述激光测距单元安装在所述多台相机光心轴线上，所述激光测距单元包括多个激光测距仪，

所述多台相机的感光区间完全覆盖所述激光测距仪的波长区间。

进一步地，所述激光测距仪的激光测距光线呈辐射状分布，所述激光测距光线向后端的延长线和向前端的出射方向均交汇于所述多台相机光心轴线上。

进一步地，所述激光测距单元内每个激光测距仪的激光测距光线之间的夹角包括等角间隔或和不等角间隔。

进一步地，所述激光测距仪使用的激光波长包括两个波段：390nm～780nm和0.7μm～500μm。

进一步地，所述照明单元为光源和滤光片组成，所述滤光片为陷波滤光片或截止滤光片，所述滤光片可根据需要自动移除。

进一步地，所述检测装置上还集成有图像处理单元，用于读取，计算，输出图像数据。

本发明的有益效果是：