非接触式和单个接触式隧道掌子面检波器及数据处理方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式和单个接触式隧道掌子面检波器及数据处理方法，包括高速摄影机，高速摄影机布设于正在掘进的隧道掌子面前方并正对隧道掌子面，采集高速摄影数据V(x,y,t)用于隧道掌子面视频振动分析；计算过程分为三步：第一步：将V(x,y,t)分成不同方向θ和尺度r对应的空间子带；第二步：计算每个像素、方向和比例的局部振动信号，通过一系列平均和对齐操作将振动信号结合起来成为掌子面的单一的全局振动信号；第三步：应用高斯滤波、带通滤波方法去除杂波干扰得到恢复的振动信号。本发明专利技术以低成本、安全、高效的无接触式和单个接触式的方式在掌子面布设检波器，并提出相应的数据处理方法，快速获取掌子面位置高信噪比的宽频地震信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道地震超前探测和工程勘察，特别是涉及一种非接触式和单个接触式隧道掌子面检波器及数据处理方法。

技术介绍

1、受到隧道施工环境的限制，掌子面布设接触式检波器十分困难，若能以低成本、安全、高效、非接触式方式在掌子面位置布设检波器，直接采集掌子面位置的地震数据，将会推动隧道地震超前预报方法突破性发展。视频振动分析技术是新兴检测技术，具有表面全尺度、非接触式、无负载效应、环境适应性强、无设备损耗等优点，非常适用于隧道掌子面振动检测。

2、高速摄影机能捕捉到物体表面的振动信息，现阶段视频振动分析方法多应用于结构体变形检测(刘敏,2009；胡朝辉,2010；袁向荣,2013)。近年来研究人员提出基于深度学习的稀疏局部关键点检测算法(detone et al.,2018；dusmanu et al.,2019)。检测到关键点后在视频片段的每一帧图像中追踪，提取出目标体的位移信息，已应用于估计简单奥伯斯特梁和直升机叶片前两种主要模式的位移(morlier et al.,2010)，也拓展应用于交通信号结构和土木工程结构无目标体全场三维振动位移检本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非接触式隧道掌子面检波器观测系统，其特征在于，包括高速摄影机，高速摄影机布设于正在掘进的隧道掌子面前方并正对隧道掌子面，高速摄影机到隧道掌子面的距离为dx，高速摄影机观测的高速摄影数据用于后期的数据分析。

2.根据权利要求1所述的非接触式隧道掌子面检波器观测系统，其特征在于：高速摄影机的记录间隔为2000帧/秒，分辨率不低于0.1mm，高速摄影机正对隧道掌子面稳定观测时间M。

3.根据权利要求1所述的非接触式隧道掌子面检波器观测系统的数据处理方法，其特征在于：采集高速摄影数据用于隧道掌子面视频振动分析；高速摄影数据用V(x,y,t)表示，其中x,y分别为像...

【技术特征摘要】

1.一种非接触式隧道掌子面检波器观测系统，其特征在于，包括高速摄影机，高速摄影机布设于正在掘进的隧道掌子面前方并正对隧道掌子面，高速摄影机到隧道掌子面的距离为dx，高速摄影机观测的高速摄影数据用于后期的数据分析。

2.根据权利要求1所述的非接触式隧道掌子面检波器观测系统，其特征在于：高速摄影机的记录间隔为2000帧/秒，分辨率不低于0.1mm，高速摄影机正对隧道掌子面稳定观测时间m。

3.根据权利要求1所述的非接触式隧道掌子面检波器观测系统的数据处理方法，其特征在于：采集高速摄影数据用于隧道掌子面视频振动分析；高速摄影数据用v(x,y,t)表示，其中x,y分别为像素点的横坐标与纵坐标，t为时间；目的是从v(x,y,t)中恢复出信号s...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁兴林，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：