[实用新型]一种隧道断面全景成像装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及轨道交通限界检测技术领域，特别是一种隧道断面全景成像装置。

背景技术

轨道交通中的机车通常沿着固定轨道高速运行，需要特定的运行空间，其尺寸就是轨道交通机车的限界。该尺寸的准确测量对轨道交通工程建设、竣工验收以及日常运行维护等都具有重要作用。

目前，车载式限界检测方式有两种：断面检测法和激光雷达检测法。断面检测法：根据设备限界的尺寸和不同的端面半径，制作一个可伸缩式的和标准限界大小相同的触点式框架，固定在平板车上，当触点碰到障碍物时既能发出信号又能自由避让，以此作为检测车，用内燃机车牵引，对全线路逐段进行检测。断面检测法缺点在于：在检测过程中要求检测车的运行速度很低，无法检测出在高速运行状态下的列车振动偏移量的影响，而且当列车运行在曲线地段时，由于其内外侧的几何偏移是自动连续增大的，而触点式框架却无法自动连续的增大，这大大降低了检测时的准确度和精度。当发生超限情况时，需要立即停车倒车并反复多次，人工标记超限量，这种检测显然耗费了过多的人力资源和物质资源，并且效率低下，对误差的控制能力也不好。

激光雷达检测法：激光雷达扫描系统采集隧道断面物体距离信息，并通过串行端口传送信息给计算机进行处理，最后在检测主机上显示标准限界和扫描断面图像，经过数据对比判定侵限故障。激光雷达检测法缺点在于：首先，激光雷达本身存在系统误差在15mm左右，无法达到精确测量的要求；其次，激光雷达激光扫描光束存在扫描角度间隔，容易造成漏检；最后激光雷达采用的是多脉冲回波测距原理，扫描频率一般在50H_Z左右，无法应用于高速、实时检测。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题提供一种隧道断面全景成像装置，本装置能对隧道断面轮廓进行快速扫描，并实时记录当前轮廓断面的数据，检测精度高，系统误差小，适用于高速、实时检测需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种隧道断面全景成像装置，包括高清成像模块、地理位置定位模块、几何参数测量模块、无线传输模块、数据处理模块和终端数据接收模块，所述高清成像模块和所述几何参数测量模块组装成一体结构的装配体，所述装配体为圆柱体结构，所述几何参数测量模块包括至少三台高速相机，所述高速相机沿圆周方向均匀分布在所述装配体的侧面上。

在列车运行过程中，由高清成像模块以视频的方式记录隧道断面数据；由地理位置定位模块实时将线路信息、公里标信息相对应；由几何参数测量模块实时测量隧道断面轮廓数据值；所有的测量数据由数据处理模块收集并处理，通过数据处理模块分析故障点并将故障点信息生成报表，最终通过无线传输模块发送至终端数据接收模块。

本装置具备以下功能：(1)检测隧道轮廓参数的功能；(2)自动定位被检测点的功能；(3)数据分析处理功能；(4)检测参数无线发送的功能；(5)内存储查询显示的功能。

本装置的几何参数测量模块采用多台高速相机，所述高速相机沿圆周方向均匀分布在所述装配体的侧面上，从而能够对隧道断面轮廓进行快速且高质量的扫描，并能实时记录当前轮廓断面的数据，不仅采样频率和精度更高，漏检率低，且通过回放能分析出当前隧道的故障点，为隧道限界的复核和维护提供科学的依据。且将所述高清成像模块和所述几何参数测量模块组装成一体结构的装配体，不仅结构紧凑，体积小，且安装拆卸方便。

作为本实用新型的优选方案，所述几何参数测量模块还设有至少三个线激光器，且所述线激光器和所述高速相机的数量相等，每个所述高速相机对应有一个线激光器，所述线激光器沿圆周方向均匀分布在所述装配体的侧面上。高速相机和线激光器组成本装置的几何参数测量模块，线激光器发射红外线聚集在隧道轮廓上，高速相机扫描红外线，并通过一定的算法将扫描数据转换成隧道轮廓数据。

作为本实用新型的优选方案，所述高速相机的数量为七台，且所述线激光器的数量为七个，相邻的两台所述高速相机之间的夹角为51.4°度，经过多次实践表明，此时的扫描精度更高，漏检率低。

作为本实用新型的优选方案，所述高清成像模块包括一台高清相机，所述高清相机安装在所述装配体的顶部中心位置，所述高清相机可以实时记录隧道轮廓状况，并生成实时视频。

作为本实用新型的优选方案，所述装配体安装在机车车头前端中心位置，可在随机车运营时实时采集隧道轮廓数据，并生成实时视频。