[发明专利]公路隧道及地铁隧道表观病害自动检测系统装置及方法

说明书

本发明公开了一种公路隧道及地铁隧道表观病害自动检测系统装置，包括运载车，运载车上装配动力系统、定位系统和识别系统；动力系统驱动运载车前进；定位系统获取并记录隧道衬砌病害位置信息；识别系统识别隧道衬砌裂缝图片并计算出裂缝的开度、长度；还包括图像采集系统和照明系统；图像采集系统采集隧道衬砌表观图像数据；所述照明系统将光线覆盖隧道衬砌表面，消除隧道衬砌表因凹凸产生的阴影。本发明实现对隧道衬砌裂缝和渗漏水病害的同时检测，检测设备具有监测效率高、照明阴影少、检测精度高、非接触性等特点。

技术领域

本发明涉及隧道表观病害检测技术领域，尤其涉及一种公路隧道及地铁隧道表观病害自动检测系统装置。

背景技术

近年来，随着国家加大对基础建设设施的投入，我国交通建设事业取得了迅猛地发展，公路隧道尤其是长大隧道的建设也都取得了飞速的发展，目前我国以及成为世界上隧道工程数量最多、最复杂、发展最快的国家。隧道是修建在地下岩土介质中的半隐藏工程，在不同时期、不用技术条件下修建成的隧道经过多年运营，已经出现许多病害，常见的隧道病害包括：变形侵限、裂缝、渗漏水、错台、掉块、坍塌、基底翻浆冒泥、下沉、底鼓、衬砌背后空洞等，这些病害给隧道的运营带来了极大的安全隐患，其中裂缝和渗漏水是隧道最常见也是最严重的的两种病害。

目前我国对公路隧道及地铁隧道的裂缝和渗漏水病害的检测主要由人工进行现场记录和病害标记，最后由工人描绘出研隧道拱顶的病害展开图，并且检测时需要进行交通道路的封闭，效率低下，这类检测方法需要大量的人力物力，危险程度高，对于隧道拱顶检测还需要专门的升降设备，检测结果主观性大，不同的检测人员会得出不同的结果，而且对于隧道衬砌结构的安全性评价大多是定性描述。国外研究机构开发了不同类型的隧道病害检测车，但监测指标单一，精度较低，且隧道病害的检测对于光线要求较高，现有设备无法较好地满足照明要求，导致阴影对检测精度产生较大影响。

因此，亟待开发出一种能对隧道裂缝和渗漏水病害同时检测的检测设备，并且能够满足照明要求和检测精度要求。

发明内容

针对现有技术的需求，现提供一种公路隧道及地铁隧道表观病害自动检测系统装置，该检测设备通过将CCD线阵相机、照明系统、定位系统、图像识别系统的集成，实现对隧道衬砌裂缝和渗漏水病害的同时检测，检测设备具有监测效率高、照明阴影少、检测精度高、非接触性等特点。

本发明的技术方案为：本装置包括运载车，运载车上装配动力系统、定位系统和识别系统；动力系统驱动运载车前进；定位系统获取并记录隧道衬砌病害位置信息；识别系统识别隧道衬砌裂缝图片并计算出裂缝的开度、长度。还包括图像采集系统和照明系统；图像采集系统采集隧道衬砌表观图像数据；所述照明系统将光线覆盖隧道衬砌表面，消除隧道衬砌表因凹凸产生的阴影。

进一步的，所述运载车包括板车和三块安装板；安装板之间铰接成等腰梯形安装在板车上；所述图像采集系统包括三组相机，所述照明系统包括三组无影灯；每块安装板上安装一组相机和一组无影灯。

进一步的，每组相机包括三个成一直线的CCD工业相机，间距相等并且朝向相同。根据隧道尺寸，调节工业相机的角度，使得它们朝向相同，拍摄同一个点。每组无影灯包括六盏能够调节射向的无影灯；其分成两行分别设置在CCD工业相机两侧。

进一步的，所述板车上设有两条平行轨道；位于中间的安装板水平布置，两侧的安装板上设有滑块，滑块设置在轨道内以调整拍摄角度；所述安装板上设有与行进方向同向的安装架；所述CCD工业相机固定在安装架上；所述无影灯通过底座固定在安装板上；底座包括底盘和三根调节杆，依序铰接的调节杆一端固定在底盘上，另一端与无影灯固定。

进一步的，所述每组CCD工业相机，中间的相机水平或者垂直；两侧的相机朝向中间的倾斜。一种公路隧道及地铁隧道表观病害自动检测方法，

包括步骤(1)安装小车：安装动力系统、定位系统、识别系统、图像识别系统和照明系统于运载车辆上；