[发明专利]一种用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统和避障方法

权利要求书

1.一种用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，安装于雷达检测车体上，其特征在于，包括控制机构和与其连接的第一深度摄像机、第二深度摄像机、距离模块，所述第一深度摄像机设置在所述检测车体车前部的顶部或侧部，用于探测从所述第一深度摄像机垂直朝向隧道衬砌方向的深度距离，所述第二深度摄像机设置在固定检测雷达的雷达小车上，用于探测从所述第二深度摄像机至位于雷达小车前方最近的障碍物的水平距离，且所述雷达小车通过伸缩机构设置在所述检测车体车后部的顶部，所述距离模块设置在所述检测车体的承载车轮轴外侧，所述控制机构实时采集所述第一深度摄像机的检测数据，根据检测数据的变化控制所述距离模块触发计数，并实时采集所述第二深度摄像机的检测数据，根据检测数据的大小，控制所述伸缩机构的伸缩运动，以实现雷达小车对障碍物的规避。

2.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，其特征在于，所述雷达小车上还设有与所述控制机构连接的伸缩臂状态检测机构，用于验证所述雷达小车收缩时是否收缩到位，并将验证信息发送至所述控制机构，所述控制机构根据验证信息控制所述检测车体的紧急制动机构启动并报警。

3.根据权利要求2所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，其特征在于，所述伸缩臂状态检测机构包括用于检测所述雷达小车至隧道衬砌垂直距离的测距传感器。

4.根据权利要求3所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，其特征在于，所述第一深度摄像机和第二深度摄像机均采用双目深度摄像机。

5.根据权利要求4所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，其特征在于，所述伸缩机构采用由液压油缸控制的多级套筒结构。

6.根据权利要求5所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，其特征在于，所述多级套筒结构的外套筒可转动的设置所述检测车体的上部。

7.根据权利要求6所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统，其特征在于，所述雷达小车的顶部设有与隧道衬砌表面配合的滚轮，所述雷达小车的底部与所述多级套筒结构的内套筒端部可转动连接，用于适配隧道衬砌的拱形表面。

8.一种用于隧道衬砌内部检测雷达的避障方法，其特征在于，所述避障方法由权利要求1所述的用于隧道衬砌内部检测雷达的避障系统完成，所述避障方法包括如下步骤：

(1)所述检测车体进入隧道，开启所述避障系统，所述控制机构控制所述伸缩机构伸出，使所述雷达小车密贴隧道衬砌表面，同时开启检测雷达、第一深度摄像机和第二深度摄像机，由所述第一深度摄像机实时探测从所述第一深度摄像机垂直达到隧道衬砌表面的深度距离，并上传至所述控制机构，记录所述第一深度摄像机垂直达到隧道衬砌表面的最大深度距离L；

(2)当所述第一深度摄像机探测到最大深度距离L变化，且变化值大于误差值s时，判定障碍物出现，由所述控制机构触发所述距离模块开始计数p；

(3)当所述第二深度摄像机探测到从所述第二深度摄像机至其前方障碍物的水平距离m＜s1时，所述控制机构控制所述伸缩机构收缩，收缩距离为L+s2，其中，s1为水平预设安全值，s2为垂直预设安全值；

(4)当所述第一深度摄像机再次探测到深度距离变化，且变化值大于误差值s时，判定障碍物已经经过，由所述控制机构触发所述距离模块再次计数q，通过所述距离模块的两次计数结果计算所述障碍物的长度

(5)根据步骤(4)得到的所述障碍物的长度i，由所述距离模块确认所述检测车体完成i+s3的移动距离后，判定所述雷达小车已通过所述障碍物，所述控制机构控制所述伸缩机构伸出，直至所述雷达小车密贴隧道衬砌表面，开始正常雷达检测，其中s3为检测车体移动距离预设安全值；

(6)重复所述步骤(1)至(5)，直至隧道衬砌内部检测任务完成，关闭避障系统。