一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，该装置以车辆为载体，包括：激光扫描雷达、第一旋转编码器、第二旋转编码器、数据采集器和电源；所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别与数据器相连接，数据采集器与激光扫描雷达相连接，数据采集器和激光扫描雷达分别与电源相连接。本实用新型专利技术提出的装置，能够在不封闭隧道的情况下进行采集，从而将数据提供给工控机处理，并出检测出隧道横断面，解决了传统方法中检测与运营的矛盾，同时避免了传统方法工作条件的恶劣，提高了检测的精度。

A tunnel cross section data acquisition device based on laser scanning radar

The utility model discloses a tunnel cross section data acquisition device based on laser scanning radar, including the device to the vehicle as the carrier, laser scanning radar, the first rotary encoder, second rotary encoder, data acquisition and power supply; the first rotary encoder and second rotary encoders are respectively connected with the data collector, data collector and laser scanning radar is connected with the data collector and the laser scanning radar is respectively connected with the power supply. Device provided by the utility model can be collected in the closed tunnel situation, so as to provide data to computer processing, and detect the tunnel cross section, solve the conflict detection and operation in the traditional method, and avoid the traditional method of the bad working conditions, improve the detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置
本技术涉及隧道横断面轮廓检测
，尤其涉及一种基于激光扫描雷达的隧道检测车对隧道横断面进行数据采集装置。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，推动了我国隧道交通建设的快速发展。然而随着隧道使用年限的增加，会出现隧道漏水、隧道开裂、衬砌脱落、衬砌腐蚀、隧道变形等诸多质量问题，从而引发运输安全事故。这就使隧道的建设、运营以及养护成为人们日益关注的安全问题。虽然在传统的形变检测技术上采用收敛计以及全站仪等，但是其检测速度较慢，需要较长的检测时间，且只能获取部分单点数据，测量精度在一定程度上受到测量条件的限制，无法准确的反映隧道横断面的整体形变特征，使得这些传统的形变检测技术已经不能满足需求。基于此，本技术提出了一种基于激光扫描雷达的隧道检测车对隧道横断面进行数据采集装置。此装置能够快速的对隧道横断面的数据进行采集，且采集的数据精度高，缩短了检测时间，能够弥补传统检测方法的不足。
技术实现思路
本技术提供了一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，以解决上述
技术介绍
中的问题。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案予以实现。一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，该装置以车辆为载体，包括：激光扫描雷达、第一旋转编码器、第二旋转编码器、数据采集器和电源；所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别与数据器相连接，数据采集器与激光扫描雷达相连接，数据采集器和激光扫描雷达分别与电源相连接。进一步地，数据采集器为研华USB-4716数据采集器。进一步地，所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别安装在车辆两侧的前轮车轴上，所述第一旋转编码器和第二旋转编码器关于车辆的中心线对称。进一步地，所述激光扫描雷达安装在车辆顶部中心位置。与现有技术相比，本技术具有以下技术效果：(1)本技术采用激光扫描雷达，这种非接触式、实时检测的,试验成本低，可重复性高，从而使检测精度高；(2)本技术采用研华USB-4716数据采集器方便固定，采样速率高，能够直接采集激光扫描雷达传输的信号；(3)本技术提出的装置，能够在不封闭隧道的情况下进行采集，从而将数据提供给工控机处理，并出检测出隧道横断面，解决了传统方法中检测与运营的矛盾，同时避免了传统方法工作条件的恶劣，提高了检测的精度。附图说明图1为本技术的隧道检测车硬件组成的示意图；图2为本技术的旋转编码器位置示意图；图3为本技术的工作过程示意图；图4为本技术的隧道横断面检测示意图；图5为本技术的电路连接示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。实施例本实施例提出了一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，该装置以车辆为载体，包括：激光扫描雷达、第一旋转编码器、第二旋转编码器、数据采集器和电源；所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别与数据器相连接，数据采集器与激光扫描雷达相连接，数据采集器和激光扫描雷达分别与电源相连接。具体地，所述车辆为隧道检测车，采用隧道检测车作为隧道横断面检测系统的移动搭载平台，能够在不封闭隧道的情况下对隧道进行检测，具有快速的特点。具体地，数据采集器为研华USB-4716数据采集器，研华USB-4716数据采集器安装在隧道检测车中部，靠近车载工控机的位置，具体位置参见图1。进一步地，所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别安装在车辆两侧的前轮车轴上，所述第一旋转编码器和第二旋转编码器关于车辆的中心线对称，具体位置参见图2。具体地地，所述激光扫描雷达安装在车辆顶部的中间位置，具体位置参见图1。具体工作过程参见图3，一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，分为3个部分，触发部分、图像采集部分、数据采集部分。触发部分在隧道检测车行驶的过程中，安装在车轮上的第一旋转编码器、第二旋转编码器通过输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的脉冲触发信号，该信号直接传输给激光扫描雷达。此时图像采集部分工作，即激光扫描雷达接收到第一旋转编码器、第二旋转编码器传输出的脉冲触发信号后，激光扫描雷达开始工作，激光扫描雷达发射的激光照射至隧道外表面轮廓再按原路径返回，由时间计数器计算处激光从发射到接收所用时间，然后可以计算出激光扫描雷达到隧道轮廓上被测点的距离时，同时激光扫描雷达的扫描仪可同时记录水平和垂直方向角，从而确定被测点的三维坐标。最后激光扫描雷达将得到的三维坐标信息直接传输至研华USB-4716数据采集器。由研华USB-4716数据采集器，对激光扫描雷达传输的数据进行存储。在后续的工作中，研华USB-4716数据采集器将采集到的数据传输给车载工控机中。车载工控机通过处理激光扫描雷达传输的数据从而得到一束束线形轮廓，采用三维重建技术对隧道横断面轮廓进行自动重建，从而形成完整的隧道横断面。采用此种数据采集装置，用工控机进行处理，可得到如图4所示的隧道横断面图形。当检测出的隧道横断面轮廓正常时，形成的隧道横断面轮廓的曲线是光滑的；当检测出隧道横断面轮廓不正常时，这些检测出的线条为不平滑的曲线。所有曲线的的形状反映了隧道横断面轮廓状况。具体电路参见图5，第一旋转编码器和第二旋转编码接口通过导线与数据采集器连接。隧道检测车自带的电瓶作为电源模块，向激光扫描雷达提供24V的电，同时向数据采集器提供12V的电。激光扫描雷达以数据采集器之间采用以太网进行连接，从而使一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置能够正常工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，该装置以车辆为载体，其特征在于，包括：激光扫描雷达、第一旋转编码器、第二旋转编码器、数据采集器和电源；所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别与数据器相连接，数据采集器与激光扫描雷达相连接，数据采集器和激光扫描雷达分别与电源相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描雷达的隧道横断面数据采集装置，该装置以车辆为载体，其特征在于，包括：激光扫描雷达、第一旋转编码器、第二旋转编码器、数据采集器和电源；所述第一旋转编码器和第二旋转编码器分别与数据器相连接，数据采集器与激光扫描雷达相连接，数据采集器和激光扫描雷达分别与电源相连接。2.如权利要求1所述的隧道横断面数据采集装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩毅，杨燕雨，王文宇，王博，蒋凡，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61