一种地铁隧道自动检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种地铁隧道自动检测装置，包括：控制单元、走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。

【技术实现步骤摘要】
一种地铁隧道自动检测装置
本专利技术涉及铁隧检测领域，具体涉及一种地铁隧道自动检测装置。
技术介绍
运营期的地铁隧道受到列车运行及周边环境扰动等因素的影响，处于持续劣化的过程中。劣化表现为隧道结构、道床结构的几何尺寸变形、渗漏水、裂缝、破损和钢轨几何形位变化等情况。为保障地铁安全运营，需要通过对地铁隧道进行定期检测来掌握地铁隧道的健康情况。目前，常用的方法是采用人工目视的方法调查渗漏水、裂缝、破损等病害，用全站仪、水准仪、轨距尺来检测隧道结构、道床结构和钢轨的几何尺寸与形位。这类传统方法费时费力，很难满足地铁检测天窗时间对于检测工作高效率的要求。而且人工参与多，导致检测工作存在主观性大、易出现人为误差、检测数据时效性差等问题。随着三维扫描技术的发展，徕卡、天宝、法如等品牌的三维激光扫描仪开始逐渐应用到地铁隧道检测工作中。例如，徕卡三维激光扫描仪ScanStationP30/P40，能实现测角精度8"，测距精度1.2mm+10ppm，扫描速率1000000点/秒。天宝TX5激光三维扫描仪，能实现扫描距离120m，扫描速度(平均)976000点每秒，距离精度(标准差)2mm@25m，角度分辨率0.009°。非接触式的三维扫描技术可以分为激光三维扫描仪和拍照式扫描仪两种。激光三维扫描仪主要利用的是激光测距的原理，即通过对被测物体表面大量点的三维坐标、纹理、反射率等信息的采集，来对其线面体和三维模型等数据进行重建。拍照式三维扫描仪采用的是光栅扫描，主要采用的是结合光技术、相位测量技术和计算机视觉技术，首先将光栅投射到被测物体上，使用两个有夹角的摄像头对物体进行同步取像，之后对所取图像进行解码、相位操作等计算，最终对物体各像素点的三维坐标进行计算。该种扫描方式具有精度高、设备寿命长、速度快、性能好等优点。但是，现有的已有技术存在以下缺点：1)需要人工移动扫描仪转换测站，检测效率低，耗费人力；2)单站扫描速度慢时间长，后处理工作量大；3)无法获得轨道几何形位信息；4)无法获得隧道外观纹理信息。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能实现自动化轨道走行并且能够更全面的体现影响行车安全的各种因素的地铁隧道自动检测装置。根据本专利技术，提供了一种地铁隧道自动检测装置的系统包括：控制单元、走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。优选地，走行机构包括：底板座、主立柱、工控机支架、工控机、外活动套管、内活动套管、伺服电机、辅助导向轮、主滚轮和轨道。优选地，轨道的上端具有滑行路径，主滚轮搭载在轨道上端的滑行路径上，并且能在滑行路径上滑动，辅助导向轮与主滚轮并排布置并且搭载在滑行路径的侧部；每个内活动套管的两端分别固定连接至一个主滚轮；外活动套管套在内活动套管外，并外活动套管能相对内活动套管滑动；底板座安装在两条平行外活动套管上；主立柱安装在底板座上用于支撑鱼眼全景相机；工控机支架布置在底板座上用于支撑工控机。优选地，外活动套管和内活动套管之间设有容栅位移传感器，用于测量外活动套管和内活动套管的相对移动距离，并将测量数据传输到控制单元，经过控制单元的计算可以得知轨道轨距信息。优选地，在支架两端的内部还安装有倾角传感器，用于测的左右轨的高差，进而得出水平信息。优选地，在底板座上安装有定位定姿模块。优选地，定位定姿模块包括航位推算单元和陀螺仪。优选地，走行机构包括：测量轨道几何形位信息的装置。优选地，结构光扫描仪包括光栅投影仪和多个工业相机。优选地，光栅投影仪和两个工业相机共同组成一套结构光扫描仪，鱼眼全景相机的相对两侧分别安装一套结构光扫描仪，两套结构光扫描仪的视角在顶部有重合区域。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的地铁隧道自动检测装置的系统框图。图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的地铁隧道自动检测装置的主视图。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。具体实施方式为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。在结构方面，图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的地铁隧道自动检测装置的系统框图。如图1所示，根据本专利技术优选实施例的地铁隧道自动检测装置的系统包括：控制单元、走行机构、电源单元(例如图示的蓄电池)、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。例如，控制单元采用Windows10系统的工控一体机。具体实施时，控制单元可以使用蓝牙、WIFI、USB与笔记本电脑、手机、远程服务器等移动终端进行连接交互。图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的地铁隧道自动检测装置的主视图。如图2所示，走行机构包括：底板座1、主立柱4、工控机支架7、工控机8、外活动套管9、内活动套管10、伺服电机11、辅助导向轮12、主滚轮13和轨道14。其中，轨道14的上端具有滑行路径，主滚轮13搭载在轨道14上端的滑行路径上，并且能在滑行路径上滑动，辅助导向轮12与主滚轮13并排布置并且搭载在滑行路径的侧部；每个内活动套管10的两端分别固定连接至一个主滚轮13；外活动套管9套在内活动套管10外，并外活动套管9能相对内活动套管10滑动；底板座1安装在两条平行外活动套管9上；主立柱4安装在底板座1上用于支撑鱼眼全景相机2；工控机支架7布置在底板座1上用于支撑工控机8。优选地，外活动套管9和内活动套管10之间设有容栅位移传感器，用于测量外活动套管9和内活动套管10的相对移动距离，并将测量数据传输到控制单元，经过控制单元的计算可以得知轨道轨距信息。优选地，在支架两端的内部还安装有高精度倾角传感器，可以测的左右轨的高差，进而得出水平信息。优选地，在底板座1上安装有定位定姿模块。优选地，定位定姿模块包括航位推算(DR)单元和陀螺仪。配备定位定姿模块(DR+陀螺仪一体化系统)的自动化轨道走行机构，可以沿着钢轨运行。通过控制器可设置自动测量的路线。省去人工转换测站，提高检测效率。优选地，走行机构包括：测量轨道几何形位(轨距、高低)信息的装置，可以同步获取轨道信息。优选地，底板座1、主立柱4、工控机支架7、外活动套管9、内活动套管10均采用碳纤维材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁隧道自动检测装置，其特征在于包括：控制单元、走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种地铁隧道自动检测装置，其特征在于包括：控制单元、走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪和移动终端；其中，控制单元对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行通讯控制，对走行机构、电源单元、鱼眼全景相机、结构光扫描仪进行指令发送和数据采集；并且控制单元与移动终端进行通信。


2.根据权利要求1所述的地铁隧道自动检测装置，其特征在于，走行机构包括：底板座、主立柱、工控机支架、工控机、外活动套管、内活动套管、伺服电机、辅助导向轮、主滚轮和轨道。


3.根据权利要求2所述的地铁隧道自动检测装置，其特征在于，轨道的上端具有滑行路径，主滚轮搭载在轨道上端的滑行路径上，并且能在滑行路径上滑动，辅助导向轮与主滚轮并排布置并且搭载在滑行路径的侧部；每个内活动套管的两端分别固定连接至一个主滚轮；外活动套管套在内活动套管外，并外活动套管能相对内活动套管滑动；底板座安装在两条平行外活动套管上；主立柱安装在底板座上用于支撑鱼眼全景相机；工控机支架布置在底板座上用于支撑工控机。


4.根据权利要求2所述的地铁隧道自动检测装置，其特征在于，外活动套...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭磊，贺美德，柳飞，张一，
申请(专利权)人：北京市市政工程研究院，北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司，北京交运智联科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11