[发明专利]一种地铁隧道自动检测装置

说明书

本发明提供了一种地铁隧道自动检测装置，包括：控制单元、走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。

技术领域

本发明涉及铁隧检测领域，具体涉及一种地铁隧道自动检测装置。

背景技术

运营期的地铁隧道受到列车运行及周边环境扰动等因素的影响，处于持续劣化的过程中。劣化表现为隧道结构、道床结构的几何尺寸变形、渗漏水、裂缝、破损和钢轨几何形位变化等情况。为保障地铁安全运营，需要通过对地铁隧道进行定期检测来掌握地铁隧道的健康情况。

目前，常用的方法是采用人工目视的方法调查渗漏水、裂缝、破损等病害，用全站仪、水准仪、轨距尺来检测隧道结构、道床结构和钢轨的几何尺寸与形位。这类传统方法费时费力，很难满足地铁检测天窗时间对于检测工作高效率的要求。而且人工参与多，导致检测工作存在主观性大、易出现人为误差、检测数据时效性差等问题。

随着三维扫描技术的发展，徕卡、天宝、法如等品牌的三维激光扫描仪开始逐渐应用到地铁隧道检测工作中。例如，徕卡三维激光扫描仪ScanStation P30/P40，能实现测角精度8，测距精度1.2mm+10ppm，扫描速率1000000点/秒。天宝TX5激光三维扫描仪，能实现扫描距离120m，扫描速度(平均)976000点每秒，距离精度(标准差)2mm@25m，角度分辨率0.009°。

非接触式的三维扫描技术可以分为激光三维扫描仪和拍照式扫描仪两种。激光三维扫描仪主要利用的是激光测距的原理，即通过对被测物体表面大量点的三维坐标、纹理、反射率等信息的采集，来对其线面体和三维模型等数据进行重建。拍照式三维扫描仪采用的是光栅扫描，主要采用的是结合光技术、相位测量技术和计算机视觉技术，首先将光栅投射到被测物体上，使用两个有夹角的摄像头对物体进行同步取像，之后对所取图像进行解码、相位操作等计算，最终对物体各像素点的三维坐标进行计算。该种扫描方式具有精度高、设备寿命长、速度快、性能好等优点。

但是，现有的已有技术存在以下缺点：

1)需要人工移动扫描仪转换测站，检测效率低，耗费人力；

2)单站扫描速度慢时间长，后处理工作量大；

3)无法获得轨道几何形位信息；

4)无法获得隧道外观纹理信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能实现自动化轨道走行并且能够更全面的体现影响行车安全的各种因素的地铁隧道自动检测装置。

根据本发明，提供了一种地铁隧道自动检测装置的系统包括：控制单元、走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。

优选地，走行机构包括：底板座、主立柱、工控机支架、工控机、外活动套管、内活动套管、伺服电机、辅助导向轮、主滚轮和轨道。

优选地，轨道的上端具有滑行路径，主滚轮搭载在轨道上端的滑行路径上，并且能在滑行路径上滑动，辅助导向轮与主滚轮并排布置并且搭载在滑行路径的侧部；每个内活动套管的两端分别固定连接至一个主滚轮；外活动套管套在内活动套管外，并外活动套管能相对内活动套管滑动；底板座安装在两条平行外活动套管上；主立柱安装在底板座上用于支撑鱼眼全景相机；工控机支架布置在底板座上用于支撑工控机。