半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車制造技術

本發明專利技術公開了一種半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車，用于隧道模型內壁的拍攝檢測取樣，承載板面200立有拍攝支架；拍攝支架具有立桿310，分度板320通過聯接框321套置在立桿310上且可沿其上下滑動；分度板320按根據實際需要設定的中心角設置銷孔322；拍攝云臺330通過其上的中心短軸331插入分度板的中孔323內實現拍攝云臺與分度板的聯接，拍攝云臺上設置有與銷孔322用于與分度板的中孔323銷接。設置在拍攝云臺330上的線掃描相機500，用于大視場高精度的隧道內壁成像。本發明專利技術減少隧道內壁病害檢測的工作強度和可能造成的安全隱患，實現隧道內檢測全自動化，提高了效益。

Semi automatic multi angle shooting tunnel inner wall disease detection experiment trolley

The invention discloses a semi-automatic multi angle type tunnel wall defect detection experiment for tunnel wall model car, shooting test sample, bearing surface 200 vertical shooting bracket; shooting bracket with vertical rod 310, indexing plate 320 by a connecting frame 321 is sheathed on the vertical rod 310 and can slide along the 320; dividing plate according to the set according to the actual needs of the center angle setting pin hole 322; shooting 330 through the center of the head shaft 331 is inserted in the indexing plate of the short hole 323 is realized in the shooting and indexing plate connecting head, shooting tripod head is provided with a pin hole 322 for indexing plate and pin hole in 323. Set in 330 on the head shot line scan camera 500, for large field of high precision tunnel wall imaging. The invention reduces the work intensity of the tunnel inner wall disease detection and the potential safety hidden danger, and realizes the full automation of tunnel detection and improves the benefit.

【技術實現步驟摘要】
半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車
本專利技術屬于隧道施工及維護的檢測設備，尤其是用于隧道施工的檢測和隧道建成后內壁的維護階段病害的檢測設備。
技術介紹
目前我國正在大力發展交通事業，由于山地眾多、丘陵起伏，在修建公路、鐵路等過程中常常需要考慮修建隧道。山嶺隧道通常采用復合式襯砌結構，初期支護一般由鋼架、鋼筋網、噴混凝土、錨桿中的一種或數種組合而成。當需要檢測隧道內壁病害情況時，由于多為人工操作，往往需要耗費大量時間。人工在檢測隧道病害的時候，容易出現的問題主要有：一、工作環境幾乎是一片黑暗，檢測人員只能通過手電筒等照明設備進行排查，而長時間的工作容易引起眼睛疲勞，這樣就很容易造成漏查和誤查。二、單位時間、單位面積需要更多的檢測人數和單位人均工作量，工作效率不高。三、安全隱患大。有時隧道內的檢測是在列車通車情況下進行的，對檢測人員的安全構成威脅。四、對于隧道拱頂這樣距離地面較高的地方不容易用肉眼仔細觀察的地方，人工檢測就顯得心有余而力不足。五、隧道內壁病害的標注主要靠人力在隧道發現時即時在圖紙上素描完成，容易產生誤差，而且不同時間檢測結果難以進行比對分析和發現病害的發展情況。由以上分析可知，目前還沒有一種很好的解決辦法。為此，提出了一種“多角度隧道內壁檢測小車”的方案(以下簡稱“檢測小車”)。
技術實現思路
鑒于現有技術的以上不足，本專利技術旨在盡量減少隧道內壁病害檢測的人工工作量，也為了減少大、長隧道檢測給檢測人員可能造成的安全隱患；并且在可能的技術條件下實現隧道內檢測全自動化，縮短工作時間，提高效益。本專利技術所采用的技術方案是：一種半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車，目前用于隧道模型內壁的拍攝檢測取樣。承載板面200置于自驅動移動平臺100上，承載板面200立有拍攝支架；拍攝支架具有立桿310，分度板320通過聯接框321套置在立桿310上且可沿其上下滑動；分度板320按間隔45度(可根據實際需要調節)中心角設置有銷孔322；拍攝云臺330通過其上的中心短軸331插入分度板的中孔323內實現拍攝云臺與分度板的聯接，拍攝云臺上設置有與銷孔322用于與分度板的中孔323銷接。進一步地，所述拍攝支架上設置有卡定分度板的高度卡接機構。進一步地，所述自驅動移動平臺100可采用線控方式完成在軌道400上的驅動移動。自驅動移動平臺(100)包括電池、一個可控式主動輪和三個從動輪；從動輪轉軸上設置有角編碼器。采用本專利技術半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測小車，將攝制設備(比如線掃描設備)固定在拍攝云臺330上，通過高度卡接機構調節拍攝云臺330的高度，拍攝支架上設置有卡定分度板的高度卡接機構，在本實施例中是通過孔323和孔311的配合銷接構成高度卡接機構。通過分度板320選擇不同的中心角設定不同的拍攝視角，用長螺栓穿過分度板上關于圓心對稱的兩個孔固定相機的卡槽，達到“多角度”拍攝的目的。操縱自驅動移動平臺100沿檢測軌道400巡走，可便利、清晰地獲得隧道襯砌圖像，以便后期合成完整的隧道襯砌圖，自動識別和分析隧道襯砌裂紋，線掃描相機500所獲得的圖像信息通過一條網線傳輸到計算機，從而實現圖像的實時傳輸，由此獲得實現隧道內檢測全自動化，大大減少隧道內壁病害檢測的工作強度，減少大、長隧道檢測給檢測人員可能造成的安全隱患，縮短了工作時間，提高了效益。實際拍攝可以45°(可根據實際需要采用多種不同設定)為一個基本轉角，多角度對隧道內部空間進行拍攝，以達到全內壁都能拍攝的目的。自驅動移動平臺100采用常規的電機驅動輪系機構予以實現，動力考慮1號電池電源，采用無線遙控器控制小車的前進和后退即可。由此產生的優點和積極效果有：(1)半自動化的操作方式，使隧道內壁病害檢測更容易。(2)使用高頻率相機多角度對隧道內部拍攝并記錄拍攝結果，利于反復核實和校對病害，也能夠對隧道內部進行完整地檢測。(3)節約檢測時間，提高工作效率。(4)可以結合圖像采集角度、方向等，通過后期圖像校正，實現對病害的精確定位。附圖說明圖1是本專利技術檢測小車的立體圖。圖2為拍攝支架組合的結構圖。圖3為拍攝云臺結構圖。圖4為分度板結構圖。圖5為圖4分度板另一面視圖。圖6為拍攝支架立桿的零件圖。圖7為拍攝支架聯接構件圖。具體實施方式實施例一結合圖1和圖2可看出，半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車，目前用于隧道模型內壁的拍攝檢測取樣。承載板面200置于自驅動移動平臺100上，承載板面200立有拍攝支架；拍攝支架具有立桿310，分度板320通過聯接框321套置在立桿310上且可沿其上下滑動；分度板320按間隔45度中心角設置有銷孔322。結合圖3、圖4和圖5可看出，拍攝云臺330通過其上的中心短軸331插入分度板的中孔323內實現拍攝云臺與分度板的聯接。分度板320上有8個等分360°角的孔，用長螺栓穿過嵌套板上關于圓心對稱的孔332固定相機的卡槽，并且可以手動控制相機以45°為一個基本轉角，多角度對隧道內部空間進行拍攝，以達到全內壁都能拍攝的目的。圖7可以看出聯接構件340的結構，立桿310通過聯接構件340立于承載板面200上。聯接構件上有間隔40mm的螺栓孔，可以通過手動調整來控制線掃描相機500的豎直距離，以達到穩定支撐，清晰拍攝的目的。所搭載的相機500為線掃描相機，線掃描相機具有一般相機的結構，并且具有動態范圍大、分辨率高、速度快、成本低的獨特優點，通過線掃描相機可以得到一幅完整、無限延伸的數碼圖像，以滿足大視場高精度的要求，后期經過算法合成可得到一幅完整的隧道襯砌表面展開圖。自驅動移動平臺100為帶角編碼器自驅動移動平臺，包括電池、一個可控式主動輪和三個從動輪，其從動輪轉軸上設置有角編碼器。在本實施例中角編碼器的具體設置方法是將編碼器與小車未安裝電機的車輪同軸連接，電機轉動驅動小車前進，帶動安裝角編碼器的車輪轉動，此時角編碼器也將同步旋轉，編碼器旋轉的同時會產生脈沖信號，編碼器輸出端與相機背面的GPIO接口相連，觸發相機工作。整個系統的工作原理是：檢測小車通過電機驅動，在軌道上前行，帶動與角編碼器綁定的未受電機驅動的車輪轉動，也將帶動角編碼器的旋轉。角編碼器每旋轉一定角度，將產生一個信號脈沖。由于角編碼器是與線掃描相機相連的，信號脈沖將觸發線掃描相機采集單像素寬線掃描圖像，該圖像將傳輸到計算機圖像輸出設備端。在計算機終端，將連續脈沖觸發采集的單像素寬線掃描圖像合并在一起，即形成一副線掃描二維圖像。在隧道模型中，連續采集的線掃描圖像將合并形成完成的、能體現整條隧道長度的線掃描病害檢測圖像。在圖像采集過程中獲得的線掃描圖像，其橫向分辨率由相機自身決定，要想得到用于圖像處理二維圖像，相機與隧道襯砌表面需要發生相對運動，因此將高分辨率的線掃描相機安裝在檢測小車上，由小車帶其運動。線掃描相機中相機運行速度與相機拍照頻率同步是很重要的，使用旋轉編碼器來解決此問題，編碼器隨車輪同軸安裝，跟小車一起運動運動過程中編碼器會不斷產生脈沖信號，將此脈沖信號傳輸給相機用于相機曝光控制，這樣就實現了相機速度與采集頻率的同步。通過一根網線將相機輸出信號傳輸到計算機內存或顯存，使計算機能對相機拍攝到的現場圖像進行實時處理、存儲和顯示。后期經過數字圖像的處理和圖像校正，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車，目前用于隧道模型內壁的拍攝檢測取樣，其特征在于，承載板面(200)置于自驅動移動平臺(100)上，承載板面(200)立有拍攝支架；拍攝支架具有立桿(310)，分度板(320)通過聯接框(321)套置在立桿(310)上且可沿其上下滑動；分度板(320)按等間隔的中心角設置銷孔(322)；拍攝云臺(330)通過其上的中心短軸(331)插入分度板的中孔(323)內實現拍攝云臺與分度板的聯接，拍攝云臺上設置有與銷孔(322)用于與分度板的中孔(323)銷接。

【技術特征摘要】
1.一種半自動多角度拍攝式隧道內壁病害檢測實驗小車，目前用于隧道模型內壁的拍攝檢測取樣，其特征在于，承載板面(200)置于自驅動移動平臺(100)上，承載板面(200)立有拍攝支架；拍攝支架具有立桿(310)，分度板(320)通過聯接框(321)套置在立桿(310)上且可沿其上下滑動；分度板(320)按等間隔的中心角設置銷孔(322)；拍攝云臺(330)通過其上的中心短軸(331)插入分度板的中孔(323)內實現拍攝云臺與分度板的聯接，拍攝云臺上設置有與銷孔(322)用于與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冷彪，龔倫，鄭余朝，崔兆東，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：四川,51