基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车及检测方法。该检测车包括车辆本体以及安装于车辆本体上的车轮角度传感器、陀螺仪、第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪；第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪分别布置于车辆本体的左侧、右侧和顶部，分别用于测量车辆本体与隧道左侧、右侧及顶部内壁之间的距离；车轮角度传感器用于检测车轮的转动角度，所述的陀螺仪用于测量车辆本体在三维空间中的行驶角度；车辆本体为有轨车辆。本发明专利技术采用有轨车辆作为各传感器的搭载平台，实现了平纵横三个方面上隧道的变形信息检测。

Laser ranging railway tunnel detection vehicle and detection method based on gyroscope positioning

The invention discloses a laser ranging railway tunnel detection vehicle based on gyroscope positioning and a detection method thereof. The vehicle comprises a vehicle body and a wheel detection point mounted on the vehicle body sensor, gyroscope, the first laser rangefinder, second laser rangefinder and third laser rangefinder; first laser rangefinder, second laser rangefinder and third laser rangefinder are respectively arranged on the vehicle body and the top of the left and right, respectively for measurement the vehicle body and the left and right side of the tunnel and the inner wall of the top of the distance; wheel angle sensor for detecting the rotation angle of the wheel, the gyroscope for measuring the vehicle body in the three-dimensional space travel angle; the vehicle body for rail vehicles. The invention adopts the rail vehicle as the carrying platform of each sensor, and realizes the deformation information detection of the tunnel in three aspects of vertical and horizontal.

【技术实现步骤摘要】
基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车及检测方法
本专利技术涉及铁路隧道工程检测装置领域，具体涉及一种基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车及检测方法。技术背景日益增多的隧道不均匀沉降造成的铁路隧道病害引起了运营部门的极大关注。在软土地区长期运营中隧道将可能产生较大的纵向变形，纵向变形对隧道结构非常不利，当隧道存在过量的变形量或者纵向曲率达到一定的量值时，将会导致环缝张开过大而引起漏水漏泥，或者是管片受拉破坏，引起地铁轨道产生扭曲变形；当隧道纵向不均匀沉降量过大时，将会造成轨道产生纵向偏差和高低差，影响列车运营时的舒适性和安全性，进而也会波及到周围各类构筑物的正常使用。当轨道的纵向偏差和高低差超过标准时，道床开裂、轨道与车轮之间的磨损加重，导致日常维护和保养任务加重，造成巨大的经济损失。同时，遂道的纵向变形和横向受力也是分不开的，纵向变形过大时，将不可避免地引起衬砌环在横向上的变形，隧道环间接缝张开，从而引起漏水漏泥和管片受拉破坏。新线施工、基坑开挖等地下工程打破了既有地铁隧道的受力平衡，水平穿越河道的隧道长时间受到水流横向作用，从而引起隧道水平方向的变形，同样会造成隧道裂缝。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车，其特征在于，包括车辆本体以及安装于车辆本体上的车轮角度传感器、陀螺仪、第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪；所述的第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪分别布置于车辆本体的左侧、右侧和顶部，分别用于测量车辆本体与隧道左侧、右侧及顶部内壁之间的距离；所述的车轮角度传感器用于检测车轮的转动角度，所述的陀螺仪用于测量车辆本体在三维空间中的行驶角度；所述的车辆本体为有轨车辆。

【技术特征摘要】
1.一种基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车，其特征在于，包括车辆本体以及安装于车辆本体上的车轮角度传感器、陀螺仪、第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪；所述的第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪分别布置于车辆本体的左侧、右侧和顶部，分别用于测量车辆本体与隧道左侧、右侧及顶部内壁之间的距离；所述的车轮角度传感器用于检测车轮的转动角度，所述的陀螺仪用于测量车辆本体在三维空间中的行驶角度；所述的车辆本体为有轨车辆。2.如权利要求1所述的基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车，其特征在于，所述的第一激光测距仪和第二激光测距仪底部的基座上设有角度调节装置，用于调节第一激光测距仪和第二激光测距仪在隧道横截面中的激光束发射角度。3.如权利要求2所述的基于陀螺仪定位的激光测距铁路隧道检测车，其特征在于，所述的第一激光测距仪、第二激光测距仪和第三激光测距仪的激光束发射角度总调节范围能覆盖整个隧道截面。4.一种利用权利要求1所述检测车的铁路隧道变形信息检测方法，其特征在于，步骤如下：首先选取一个坐标基准点，建立三维空间坐标系；然后使所述的检测车在铁路隧道内行驶；行驶过程中，通过车轮角度传感器不断测量车轮的转动角度，并根据轮径换算为车辆的行驶距离；检测车每运行一段距离，便通过陀螺仪测量该段距离内车辆本体在三维空间中的行驶角度，然后通过空间几何关系计算该段距离的终点在三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奎华，李振亚，郭海超，高柳，肖偲，张宏志，吴君涛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33