[发明专利]一种隧道立体重建成像方法、系统及其应用

说明书

本发明公开了一种隧道立体重建成像方法、系统及其应用，利用精准的高频电磁波，对隧道主体结构上划分的每个检测单元区进行高精度、多断面扫描，将采集到的电磁波信号转换为数字信号，利用计算机将数字信号生成数字矩阵，形成立体图像，能够更加直观准确的判断隧道结构的质量，具有扫描时间快、方便迅速、高密度分辨力、图像清晰、立体直观、可生成高精度的各个方位剖切面等特点；可用于在建隧道施工质量评估、已运营隧道立体无损检测、隧道的建筑信息模型获取，能大大提高检测工作的准确度和效率、降低检测作业风险，检测后重建成的立体图像具有直观可视、判识难度低的优点，为交通基础设施的工程质量、运营安全提供重要保障。

技术领域

本发明涉及交通基础设施检测领域，特别是涉及一种隧道立体重建成像方法、系统及其应用。

背景技术

目前国内交通基础建设已从高速发展调整为高质量发展，行业内对交通基础设施的工程质量、运营安全重视程度大幅提高，因此对隧道结构及其背后岩土特性的检测是一项及其重要的工作。

现有通用的隧道无损检测方式是，利用电磁波扫描器沿隧道轴向前进，进而扫描得到沿隧道轴向的一个二维断面数据，往复扫描五次或七次，扫描的位置包括隧道拱顶和边墙，即扫描得到沿隧道轴向的五个或七个二维断面数据，再综合二维断面数据分析隧道结构的质量，这种利用二维数据采集分析的方式对隧道进行检测，操作不便、工作效率低、检测效果差、安全风险大、极大的影响了线路交通。因此，一种利用隧道立体重建成像方法和系统来进行隧道无损检测的应用是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有通用的隧道无损检测方式利用二维数据采集分析对隧道进行检测，操作不便、工作效率低、检测效果差、安全风险大、极大的影响了线路交通的问题，提供一种隧道立体重建成像方法、系统及其应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种隧道立体重建成像方法，

将被检测的隧道结构内表面划分为若干个检测单元区；

利用若干个数据采集器，每个所述数据采集器为对应的每个所述检测单元区进行电磁波扫描；

通过计算机处理分析系统将采集的电磁波信号转换为数字信号并存储为数据，针对每个所述检测单元区形成一个唯一的单元数据，所述计算机处理分析系统根据所有所述检测单元区的单元数据建立数字矩阵，形成所述隧道结构的立体图像。

采用本发明所述的一种隧道立体重建成像方法，利用精准的高频电磁波，对隧道主体结构上划分的每个检测单元区进行高精度、多断面扫描，将采集到的电磁波信号转换为数字信号，利用计算机将数字信号生成数字矩阵，形成立体图像，能够更加直观准确的判断隧道结构的质量，具有扫描时间快、方便迅速、高密度分辨力、图像清晰、立体直观、可生成高精度的各个方位剖切面等特点；可用于在建隧道施工质量评估、已运营隧道立体无损检测、隧道的建筑信息模型获取，能大大提高检测工作的准确度和效率、降低检测作业风险，检测后重建成的立体图像具有直观可视、判识难度低的优点，为交通基础设施的工程质量、运营安全提供重要保障；该方法步骤简单，操作方便，效果良好。

优选地，对所述隧道结构内表面设置网格线划分为若干个矩形的所述检测单元区。

采用这种方式，利用最简单的网格划分方式对所述隧道结构内表面进行分区，一方面利于所述数据采集器对每个矩形的所述检测单元区进行便捷扫描，另一方面利于所述计算机处理分析系统快速对数字矩阵的建立。

进一步优选地，每个所述数据采集器对应的扫描对象为沿隧道轴向的一列所述检测单元区。

采用这种方式，可使得每个所述数据采集器能够沿隧道轴向行进中的同时，对一列所述检测单元区中的每个所述检测单元区进行扫描，不用针对一列所述检测单元区布置多个所述数据采集器，便于隧道立体重建成像系统的构建以及节约成本。