本实用新型专利技术涉及隧道质量检测领域，涉及一种防抖动隧道限界受侵检测装置，其中，所述检测装置至少包括2个子系统：扫描检测系统(10)、数据采集通信系统(15)。所述扫描检测系统(10)包含装载固定装置(8)、激光扫描模块(4)、速度传感模块(16)。本装置主要利用两个扫描检测装置对隧道进行超前滞后两次扫描，数据采集通信系统(15)对数据进行实时速度标记传输和存储，通过激光三角测量法处理，通过后期对点云图的处理可以基本排除扫描过程中颠簸抖动和载体倾斜的影响并对扫描过程中上下坡转弯进行记录，可以实现对地表沉降、管线脱落等原因造成的限界受侵的高精度检测。
【技术实现步骤摘要】
一种防抖动隧道限界受侵检测装置
本技术涉及隧道质量检测领域，特别涉及一种防抖动隧道限界受侵检测装置。该检测装置可以实现对沉降、管线脱落等造成的限界受侵以及裂缝的检测。
技术介绍
隧道质量检测是隧道验收与运营时期的主要技术工作。传统隧道质量检测主要以人工目测需要在高空作业平台进行，缺点是具有偶然性客观性、工程量巨大、精度低。近年开发出激光雷达扫描，利用点激光移动进行扫描，一般激光扫描仪都是独立的机电系统，在应用时需要将扫描设备搁置在三脚架上，放在特定位置对周围环境进行定点扫描。对于长距离轨道交通线路环境，目前分为两种方式，一是静态扫描，对隧道进行封闭分段，在相邻扫描区段设置参考标靶，然后对分段扫描后数据再进行拼接处理，自动化程度低，对现场工作人员的操作经验和线下的数据拼接技术都有较高的要求；二是动态扫描，将激光安装在移动平台高速转动扫描，缺点是扫描速度慢易受平台颠簸和载体倾斜晃动影响。所以目前的技术无法实现防抖动高速精确方便的检测。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前技术的不足，提供一种防抖动隧道限界受侵检测装置及检测方法，可以方便快速的对隧道进行扫描检测，并排除运行过程中平台颠簸抖动和载体倾斜晃动的影响，实现对隧道质量的检测并将数据进行传输存储。本技术是通过以下技术方案实现的：一种防抖动隧道限界受侵检测装置，其中，所述检测装置至少包括2个子系统：扫描检测系统(10)、数据采集通信系统(15)，所述扫描检测系统(10)包含装载固定装置(8)、激光扫描模块(4)、速度传感模块(16)，所述数据采集通信系统包括控制处理模块(11)、数据存储模块(12)、数据传输模块(13)、接口模块(14)，所述装载固定装置(8)包括框架(5)、扫描载板(3)、可调连接器(6)、固定连接器(7)；其特征在于，两个所述检测装置对隧道进行超前和滞后两次独立扫描，所述速度传感模块(16)对速度进行实时检测，其数据对扫描数据进行标记，所述数据采集通信系统(15)对数据存储传输，所述固定连接器(7)将扫描装置与移动平台连接。可选的所述扫描检测系统(10)其特征在于，激光扫描模块(4)安装于装载固定装置(7)；所述激光扫描模块(4)由一个线激光器(1)和高速摄像机(2)以一定角度平行固定于扫描载板(3)构成，多个所述激光扫描模块(4)以一定距离固定于载体高度可调支架上构成扫描模块。可选的所述速度传感模块(16)由两个安装于所述框架(5)两侧的速度传感器(9)构成，并与控制处理模块(11)连接。可选的所述控制处理模块(11)、数据存储模块(12)、数据传输模块(13)、接口模块(14)相互连接集成于一块电路，所述控制处理模块(11)通过所述接口模块(14)与所述激光扫描模块(4)连接，所述检测装置通过所述接口模块(14)与外接电源连接。可选的数据采集通信系统(15)通过螺栓固定于所述框架(5)内部，所述激光扫描模块(4)通过所述可调连接器(6)固定于框架(5)。综上所述，采用上述技术方案，本技术具有以下优点和积极效果：(1)本技术所述的一种防抖动隧道限界受侵检测装置继承了一般激光扫描仪的优点，精度高且稳定。(2)本技术的扫描模块可以根据实际情况进行调节，以实现隧道截面全方位的扫描，可以对多种隧道进行扫描检测。(3)本技术的检测装置可以很好的排除运动过程中装置抖动和载体倾斜晃动的影响。(4)本技术可以检测出隧道裂缝、塌陷、沉降、界面收敛、平整度情况。(5)本技术可以将扫描数据存储，可供后期比对，并对隧道转弯上下坡度予以检测记录。附图说明图1为本专利技术防抖动多功能隧道检测装置工作单元示意图。图2为本技术防抖动多功能隧道检测装置的结构示意图。图3为本技术的激光扫描模块结构示意图。图4为本技术工作时侧视图。图5为本技术原理图。附图标记17为前扫描检测装置，18为后扫描检测装置，19为工作时线激光照射区，20为移动载体，21为实际隧道三维图，22为超前扫描点云图，23为滞后扫描点云图，24为实际隧道沉降区，25为实际隧道限界受侵区，26为管线脱落区，28、29、30、31、33、34、35、36、37、38为点云图异常区。具体实施方式下面结合实施例与附图对本技术作进一步详细阐述，但本技术的实施方式不限于此。如图1所示一种防抖动隧道限界受侵检测装置，该装置包括2个子系统：扫描检测系统(10)、数据采集通信系统(15)；该装置由8个激光扫描模块(4)通过可调支架(6)按照一定规则固定于框架(5)，速度传感器(9)安装于框架(5)左右，激光扫描模块(4)和速度传感器(9)分别通过数据线与数据通信系统相连。该装置通过位于框架(5)上的固定连接器与移动载体(20)连接固定。如图2所示，每个激光扫描模块(4)由线激光器(1)、高速摄像机(2)和扫描载板(3)构成，线激光器(1)和高速摄像机(2)并列安装在扫描载板(3)上，高速摄像机(2)垂直于载板，线激光器(1)与载板成60°偏向高速摄像机(2)方向。如图4所示，两个检测装置分别通过固定连接器(7)装在移动载体前后两侧，前后两个检测装置的线激光器分别朝向前后两个方向斜入射，通过调整可调支架(6)使得前后两个检测装置发出的激光带再隧道壁形成360°的闭环，通过接口模块(14)将激光扫描模块(3)、速度传感模块(16)、上位机以及外部电源相连。扫描装置随移动载体沿隧道延伸方向以一定速度移动，移动载体前方检测装置(17)扫描载体前方隧道壁，实现超前扫描，后方检测装置实现滞后扫描。扫描模块得到的扫描数据和速度传感器检测的速度数据通过接口模块(14)传至数据存储模块以及控制处理模块，将两个速度传感器记录的速度数据对扫描数据进行标记，存储为超前或者滞后扫描数据。两次扫描同时独立进行。两组数据通过接口模块将数据上传，通过算法利用激光三角测距原理计算出激光带至检测装置的距离，将每个激光扫描模块(4)扫描数据结合激光扫描模块位置进行拼接，结合速度数据标记判断是否存在转弯并进行处理，将前进方向作为标准轴，结合底部扫描结果判断是否存在上行或下行并处理，生成超前和滞后两个点云图。如图5将两个点云图进行重合比对。将超前点云图(22)和滞后点云图(23)对比进行颠簸抖动判断。比较两次扫描结果，若在两个点云图同一位置出现异常区如异常区(28)和异常区(34)，可以判断为该位置出现沉降或裂缝等病害即实际隧道壁(24)处，若两个点云图前后出现交错异常区如异常区(30)和异常区(36)，可以初步判断该段路程中出现颠簸抖动，通过计算可以准确得到颠簸抖动的位置并参照异常区(33)和异常区(38)可以确定实际隧道壁(27)处出现限界受侵，将异常区进行处理标记，剔除主观影响后，对比异常区(31)、(37)和(29)、(35)可以标记出管线脱落异常区(26)膨胀弯曲异常区(27)。将排除了颠簸抖动影响的扫描结果进行审查，排查是否存在管线沉降、倾斜及裂缝、限界受侵和地表沉降等问题。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防抖动隧道限界受侵检测装置，其中，所述检测装置至少包括2个子系统：扫描检测系统(10)、数据采集通信系统(15)，所述扫描检测系统(10)包含装载固定装置(8)、激光扫描模块(4)、速度传感模块(16)，所述数据采集通信系统包括控制处理模块(11)、数据存储模块(12)、数据传输模块(13)、接口模块(14)，所述装载固定装置(8)包括框架(5)、扫描载板(3)、可调连接器(6)、固定连接器(7)；其特征在于，两个所述检测装置对隧道进行超前和滞后两次独立扫描，所述速度传感模块(16)对速度进行实时检测，其数据对扫描数据进行标记，所述数据采集通信系统(15)对数据存储传输，所述固定连接器(7)将扫描装置与移动平台连接。
【技术特征摘要】
1.一种防抖动隧道限界受侵检测装置，其中，所述检测装置至少包括2个子系统：扫描检测系统(10)、数据采集通信系统(15)，所述扫描检测系统(10)包含装载固定装置(8)、激光扫描模块(4)、速度传感模块(16)，所述数据采集通信系统包括控制处理模块(11)、数据存储模块(12)、数据传输模块(13)、接口模块(14)，所述装载固定装置(8)包括框架(5)、扫描载板(3)、可调连接器(6)、固定连接器(7)；其特征在于，两个所述检测装置对隧道进行超前和滞后两次独立扫描，所述速度传感模块(16)对速度进行实时检测，其数据对扫描数据进行标记，所述数据采集通信系统(15)对数据存储传输，所述固定连接器(7)将扫描装置与移动平台连接。2.根据权利要求1所述的一种防抖动隧道限界受侵检测装置，其特征在于，所述激光扫描模块(4)由一个线激光器(1)和高速摄像机(2)以一定角度通过螺栓固定于扫描载板(3)构成，...
【专利技术属性】
技术研发人员：程灏波，冯云鹏，
申请(专利权)人：程灏波，
类型：新型
国别省市：广东,44
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