[发明专利]远距离非接触式隧道检测距离补偿装置及方法

权利要求书

1.远距离非接触式隧道检测距离补偿装置，其特征在于：包括空气耦合雷达天线、激光测距仪器和控制系统；

空气耦合雷达天线和激光测距仪器紧邻，空气耦合雷达天线向支护与围岩发射和接收电磁波，同时，激光测距仪器照射在空气耦合雷达天线所检测的位置，将距离数据通过电缆线导入控制系统进行补偿计算，调整检测位置；

所述空气耦合雷达天线频率为380MHz～1.6GHz。

2.根据权利要求1所述的远距离非接触式隧道检测距离补偿装置，其特征在于：所述车载系统检测速度为50～70KM/小时；激光测距仪器的测距精度为1mm，采样的距离间隔为0.5m-2m。

3.根据权利要求1所述的远距离非接触式隧道检测距离补偿装置，其特征在于：该装置还包括机械臂和车载系统；

空气耦合雷达天线和激光测距仪器设于机械臂上，机械臂设置于车载系统上。

4.基于权利要求2或3中任一项所述装置的远距离非接触式隧道检测距离补偿方法，其特征在于：

在检测过程中，为保证激光测距的准确性，采用实时滤波的方式来对信号结果进行保证，滤波方法为：先用阀值过滤，再用平均值插值的方式对其进行滤波，具体为：

设激光测距仪器采样所得的距离值为L(t)，L(t)是随时间变化的一个一维矩阵，设定一个阀值F，根据实际情况，F取值为0.3m，滤波窗口为3；假设在任意连续时间t₁，t₂，t₃时间内，|L(t₁)-L(t₂)|＞F且|L(t₃)-L(t₂)|＞F；

视L(t₂)为噪音点，并根据以下公式为L(t₂)赋予新值：

L(t₂)＝(L(t₁)+L(t₃))/2

滤波结束后，根据L(t)与预设空气耦合雷达天线与衬砌之间的距离S之间的差值作为激光测距仪器的距离补偿值，即空气耦合雷达天线的补偿距离C为：

C＝S-L(t)

其中，C为正值表示空气耦合雷达天线需要远离衬砌的距离，为负值表示需要靠近衬砌的距离。

5.根据权利要求4所述远距离非接触式隧道检测距离补偿方法，其特征在于：所述激光测距仪器采用可见激光光点照射在空气耦合雷达天线测线所检测的位置，让车载系统的操作人员实时观察雷达检测位置是否符合要求，并根据结果进行实时调整。