一種車載式公路隧道快速檢測系統的制作方法

本發明屬于車載檢測
技術領域：
，具體而言，涉及一種車載式公路隧道快速檢測系統。
背景技術：
：目前隧道檢測需要封閉交通，通常借助高空作業車、采用人工或人工儀器完成檢測任務。這種基于人工檢測的方法工作效率低、個人主觀程度大、花費高、危險性大，無法滿足快速準確的檢測要求。《公路隧道養護技術規范》(JTG_H12-2015)新增了經常檢查項，檢測頻率也大幅增加，并鼓勵運用信息化手段開展隧道結構檢測，傳統依靠人工檢測方法已難以滿足需求，更重要的是無法對病害信息進行管理，難以統計和分析病害的發展趨勢。近年來，隨著公路隧道建設數量不斷增加，傳統人工方法已無法滿足快速、準確的檢測要求。基于計算機視覺的檢測方法具有形象直觀、速度快、精度高、數據易于保存等優點，被廣泛應用公路路面、鐵路隧道等結構物無損檢測中。與公路路面、鐵路隧道相比，公路隧道斷面形狀復雜、內部光照條件多樣化、病害類型眾多，檢測過程受車流量、行車軌跡、環境多維振動影響較大，這也增加了視覺技術在公路隧道智能化檢測中的研究難度。現有幾種產品隧道圖像由多臺相機同步拍攝而成，相機、光源、傳感器等設備集成為一個龐大的車載系統，存在系統復雜、數據量大、造價高等問題，這也限制了該技術在公路隧道快速檢測領域中的廣泛應用。技術實現要素：為了解決上述問題，本發明提出一種結構簡單、成本低廉、適用性較強的視覺檢測系統，并將其集成在車輛上，形成一套使用方便的車載式智能隧道快速檢測系統。本發明采用的技術方案如下：一種車載式公路隧道快速檢測系統，其特征在于，由視覺檢測裝置、車載固定裝置和車速測量裝置三部分組成；其中，所述視覺采集裝置用于采集隧道襯砌圖像及斷面尺寸，包括支撐桿、支座、連接件、掃描儀安裝桿和掃描儀安裝支架；支撐桿通過連接件和支座組成一個支撐框架結構，用于承載數字相機、激光光源、三維掃描儀；三組相機通過T型螺栓固定于支撐框架表面，所述相機安裝板由兩塊L型銳角安裝板和鈍角安裝板組件構成；掃描儀安裝桿通過T型螺栓固定于框架外側的支撐梁上，并通過掃描儀支架和內六角螺栓將激光三維掃描儀固定于上述安裝桿上；車載固定裝置功能是將視覺采集裝置安裝在車輛頂部，包括調心平臺、回轉支撐、定位螺栓、支撐平臺、支撐座和支撐梁；調心平臺用于調節視覺采集裝置的重心始終與車輛行李架中心重合，其上表面與支撐框架低面連接、下表面與回轉驅動轉動環連接；回轉驅動用于實現視覺采集裝置在0°和180°兩個位置處的數據采集，其固定環與支撐平臺上表面連接；支撐平臺邊緣布置有四組安裝孔，通過支撐座將支撐梁和支撐板連接，上述所有部件均通過支撐梁固定鉸接于車輛行李架上；車速測量裝置用于實時采集車輛行駛位移、速度數據，并觸發相機、三維掃描儀，包括固定支座、外夾板、內夾板、卡環、固定桿、導向桿、緊固螺母、安裝前面板、編碼器殼體、安裝后面板、導向軸、法蘭和螺母柱；編碼器殼體內裝有傳感器，兩側通過安裝前、后板將其定位并固定，該傳感器伸出軸通過導向軸與法蘭固定，所述法蘭通過其上的螺母柱與車輛輪轂連接，進而隨車輪一起轉動；導向桿一端通過緊固螺母與編碼器殼體連接，另一端與固定桿下端構成一個移動副，實現沿桿中心線方向的往復運動，固定桿上端通過卡環與L型固定支座連接，并通過內、外夾板與車輛鈑金連接。優選的，相鄰兩組相機安裝板之間的夾角為30～60°。優選的，L型銳角安裝板和鈍角安裝板組件由兩塊板材焊接而成，其中銳角夾板角度范圍為80～90°、鈍角夾板角度范圍為95～100°。優選的，調心平臺用于調節視覺采集裝置在車輛行李架中的位置，使其始終位于中心處，其幾何中心與重心間的偏移量為0～30mm。優選的，支撐框架材料為鋁合金型材，相機安裝板材料為鎂鋁合金板材，調心平臺、支撐平臺、編碼器殼體、法蘭為鋁合金材質，支撐梁材料為合金鋼中空方管。本發披露了一種公路隧道快速檢測解決方案，將數字相機、激光光源、激光三維掃描儀、編碼器以及機械裝置集成在一輛普通越野車上，在不改變車輛整體結構的同時，可在正常速度行駛下，實時采集車輛位移、速度等參數，并觸發相機、激光三維掃描儀等設備采集隧道襯砌圖像及斷面三維尺寸等，具有適用性強、使用方便、檢測速度快、圖像采集質量高和成本低等優點，解決了現有公路隧道快速檢測系統應用時的諸多技術難題。附圖說明附圖1是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統三維結構圖。附圖2是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中視覺采集裝置結構示意圖。附圖3是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中支撐框架結構尺寸示意圖。附圖4是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中相機安裝板結構圖。附圖5是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中銳角夾板結構尺寸示意圖。附圖6是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中鈍角夾板結構尺寸示意圖。附圖7是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中掃描儀支架結構尺寸示意圖。附圖8是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中車載固定裝置三維結構圖。附圖9是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中調心平臺結構尺寸示意圖。附圖10是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中支撐平臺結構尺寸示意圖。附圖11是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中車速測量裝置三維結構圖。附圖12是本發明實施例中車載式公路隧道快速檢測系統中編碼器殼體結構及尺寸示意圖。圖中附圖標記說明如下表所示：標記名稱標記名稱標記名稱1視覺采集裝置2車載固定裝置3車速測量裝置1-01支撐桿1-02支座1-03連接件1-04相機安裝板1-05掃描儀安裝桿1-06掃描儀支架2-01調心平臺2-02回轉支撐2-03支撐平臺2-04支撐座2-05支撐梁2-06定位螺栓3-01固定支座3-02外夾板3-03內夾板3-04卡環3-05固定桿3-06導向桿3-07緊固螺母3-08安裝前面板3-09編碼器殼體3-10安裝后面板3-11導向軸3-12法蘭3-13螺母柱1-04-01銳角夾板1-04-02鈍角夾板1-04-03角度調節板具體實施方式下面結合具體實施例和附圖對本發明所述的一種車載式公路隧道快速檢測系統做進一步說明，但是本發明的保護范圍并不限于此。圖1示出了本發明優選實施例中的一種車載式公路隧道快速檢測系統三維結構，包括視覺采集裝置(1)、車載固定裝置(2)和車速測量裝置(3)，將上述各部分集成于豐田漢蘭達越野車上，其中車載固定裝置(2)與車輛行李架固定。圖2示出了視覺采集裝置(1)三維結構，包括支撐桿(1-01)、支座(1-02)、連接件(1-03)、相機安裝板(1-04)、掃描儀安裝桿(1-05)和掃描儀支架(1-06)等。采用OB.10-4545W2型歐標工業鋁型材的支撐桿(1-01)通過連接件(1-03)和支座(1-02)組成一個支撐框架，其結構尺寸參數如圖3所示。圖4示出了相機安裝板(1-04)三維結構，由銳角夾板(1-04-01)、鈍角夾板(1-04-02)和角度調節板(1-04-03)構成，上述零件材料均采用厚度為8mm的鎂鋁合金板材。銳角夾板(1-04-01)結構尺寸如圖5所示，與角度調節板(1-04-03)的焊接角度為80°；鈍角夾板(1-04-02)結構尺寸如圖6所示，其與角度調節板(1-04-03)的焊接角度為100°。圖7示出了掃描儀支架(1-06)三維結構及結構尺寸，采用7075T651型號鋁型材，通過T型螺栓固定于支撐框架內側，與支撐框架底端距離為500mm。圖8示出了車載固定裝置(2)三維結構，包括調心平臺(2-01)、回轉支撐(2-02)、支撐平臺(2-03)、支撐座(2-04)、支撐梁(2-05)和定位螺栓(2-06)。調心平臺(2-01)材料為鎂鋁合金板材、厚度為12mm，為一個偏心結構，中心與重心之間的距離為12mm，其上布置有安裝孔，結構尺寸如圖9所示。支撐平臺(2-03)材料為鎂鋁合金板材、厚度為12mm，其上布置有安裝孔，結構尺寸如圖10所示。回轉支撐(2-02)型號為OB.10-4545W2，通過螺栓及對應安裝孔安裝于調心平臺(2-01)和支撐平臺(2-03)之間，當回轉支撐(2-02)轉動到0°或180°時，通過定位螺栓(2-06)及相應平臺上的定位孔將調心平臺(2-01)和支撐平臺(2-03)鎖緊，達到止動并定位的作用。支撐梁(2-05)采用型號為30mm×20mm的鋁合金方管，上端通過支撐座(2-04)與支撐平臺(2-03)連接、下端與車輛行李架固連。圖11示出了車速測量裝置(3)三維結構，包括固定支座(3-01)、外夾板(3-02)、內夾板(3-03)、卡環(3-04)、固定桿(3-05)、導向桿(3-06)、緊固螺母(3-07)、安裝前面板(3-08)、編碼器殼體(3-09)、安裝后面板(3-10)、導向軸(3-11)、法蘭(3-12)和螺母柱(3-13)等。編碼器殼體(3-09)材料為鋅鋁合金板材，其結構尺寸如圖12所示，通過其上的安裝孔與編碼器及編碼器安裝前(3-08)、后板(3-10)固定；導向桿(3-06)直徑為Ф16mm、長度為300mm，固定桿(3-05)直徑為Ф35mm、長度為300mm，其為一中空結構、內壁布置滾動鋼珠，上述導向桿(3-06)與固定桿(3-05)組成一個移動副，其行程范圍為150mm。所述車速測量裝置(3)與車身的連接方式：通過三個尺寸為內接圓直徑為Ф24mm的正六棱柱，長度為52mm的螺母柱(3-13)與車輛輪轂連接，內夾板(3-03)通過尺寸為Ф6.5mm的安裝孔與車身鈑金連接，通過外夾板(3-02)、固定支座(3-01)、卡環(3-04)與固定桿(3-05)連接。本發披露了的公路隧道快速檢測解決方案，將數字相機、激光光源、激光三維掃描儀、編碼器以及機械裝置集成在一輛普通越野車上，在不改變車輛整體結構的同時，可在正常速度行駛下，實時采集車輛位移、速度等參數，并觸發相機、激光三維掃描儀等設備采集隧道襯砌圖像及斷面三維尺寸等，具有適用性強、使用方便、檢測速度快、圖像采集質量高和成本低等優點，解決了現有公路隧道快速檢測系統應用時的諸多技術難題。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3