本實(shí)用新型涉及隧道病害診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種車載隧道病害診斷裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，我國已逐步成為世界上隧道工程數(shù)量最多、發(fā)展速度最快的國家。然而，由于我國不同隧道修建的時期、地質(zhì)條件和技術(shù)水平有所不同，隨著運(yùn)營時間的增長，許多隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多種不同形式的病害，其中滲漏水、襯砌裂縫和襯砌剝落是三種最常見和最嚴(yán)重的隧道病害，這些病害威脅著隧道的正常運(yùn)營，尋求一種快速高效的隧道病害診斷技術(shù)顯得尤為迫切。

針對既有隧道常見病害的診斷，傳統(tǒng)的診斷技術(shù)為人工現(xiàn)場記錄和病害標(biāo)記法，這類診斷技術(shù)效率低、耗費(fèi)人力物力，并且診斷結(jié)果主觀性較大，無法滿足大面積快速定量評價隧道病害的要求，無法保證隧道的長期安全運(yùn)行。目前自動化、數(shù)字化和信息化的隧道診斷設(shè)備和技術(shù)越來越得到重視和應(yīng)用，盡管國內(nèi)外開發(fā)出了許多不同的自動化隧道病害診斷技術(shù)，但技術(shù)集成性較差，診斷病害指標(biāo)較單一，不能同時對多種病害進(jìn)行快速高效的診斷，不便于推廣普及。

因此，迫切需要開發(fā)出一種自動化，集成多種技術(shù)手段，準(zhǔn)確高效，通用性強(qiáng)且能同時診斷多種隧道病害的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種車載隧道病害診斷裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種車載隧道病害診斷裝置采用的技術(shù)方案是：

一種車載隧道病害診斷裝置，其特征在于，包括車輛主體以及安裝于所述車輛主體外的采集信息子裝置；所述采集信息子裝置與安裝于所述車輛主體內(nèi)的顯示器和服務(wù)器連接，且所述車輛主體內(nèi)部還設(shè)置有供電電源；

所述采集信息子裝置包括用于拍攝車體周圍影像的全景影像采集裝置、用于完成車輛行駛過程中道路和道路周圍環(huán)境三維信息數(shù)據(jù)采集的激光掃描裝置、用于掃描車輛周圍紅外熱像圖的熱成像儀、用于應(yīng)對在隧道采集作業(yè)時補(bǔ)光的輔助照明裝置、面陣影像傳感器、GPS定位裝置、慣性測量裝置和用于精確測量車輛行駛距離的測速雷達(dá)裝置；

所述全景影像采集裝置、所述激光掃描裝置、所述熱成像儀和所述輔助照明裝置安裝于所述車輛主體的頂部；且所述車輛主體的頂部還設(shè)置有可活動拉動的防雨罩。

激光掃描裝置，基于飛行時間測量原理，采用非接觸式測量方式，完成車輛行駛過程中道路和道路周圍環(huán)境三維信息數(shù)據(jù)的采集。

全景影像采集裝置，在車輛行進(jìn)過程中，完成車輛周圍360°道路圖像數(shù)據(jù)和附屬信息數(shù)據(jù)的采集。

熱成像儀，利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的紅外輻射能量，將其反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，熱圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。在道路的隧道段，由熱成像圖自動檢測得到溫度差異區(qū)域，確定隧道滲漏水詳細(xì)屬性信息(如位置、面積和溫度等信息)。

面陣影像傳感器采集道路及道路周圍環(huán)境信息并存儲。針對隧道構(gòu)造的特性，對隧道縱剖面進(jìn)行一次性矢量掃描，通過面陣影像傳感器采集到相關(guān)信息并存儲。通過對影像數(shù)據(jù)分析，確定襯砌裂縫和剝落的位置、長寬及面積等信息。

GPS定位裝置和慣性測量裝置，將衛(wèi)星定位與慣性測量相結(jié)合，針對衛(wèi)星信號易受建筑物、山林等高大物體遮擋造成衛(wèi)星失鎖影響定位精度，運(yùn)動載體機(jī)動過程中不易捕獲和跟蹤衛(wèi)星信號等問題，克服衛(wèi)星導(dǎo)航先天弱點(diǎn)，在保證高可靠性、高精確性和高動態(tài)性的同時，還可提供衛(wèi)星導(dǎo)航無法提供的航向、姿態(tài)等關(guān)鍵信息。適用于道路GPS軌跡實(shí)時測量及高精度后處理。

測速雷達(dá)裝置，用于精確測量車輛的行駛距離，該測速雷達(dá)裝置與慣性測量裝置相互結(jié)合，可以解決采集系統(tǒng)搜索不到衛(wèi)星信號的問題，進(jìn)而保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

輔助照明裝置，用于應(yīng)對在隧道采集作業(yè)時光線照度不足，通過輔助照明裝置可提供足夠的光源。

供電電源在車輛行駛中自動充電，以保證長時間續(xù)航能力。

服務(wù)器通過內(nèi)置的同步控制子系統(tǒng)可以對激光掃描裝置、全景影像采集裝置、熱成像儀、面陣影像傳感器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視及數(shù)據(jù)存儲；通過內(nèi)置的授時子系統(tǒng)可以提高微弱信號捕獲能力，縮短首次定位時間；并且通過內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)對各采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，實(shí)現(xiàn)圖像上坐標(biāo)查詢、距離量測，隧道病害標(biāo)識、統(tǒng)計(jì)、細(xì)部觀察與對比分析，隧道的三維動態(tài)可視化建模，數(shù)據(jù)輸出等多種功能。其中，隧道病害標(biāo)識是根據(jù)數(shù)據(jù)處理后得到的實(shí)際圖譜與預(yù)設(shè)的病害標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行對比分析，分別對應(yīng)標(biāo)識相應(yīng)病害現(xiàn)象，如不同寬度的襯砌裂縫、不同狀態(tài)的滲漏水、襯砌掉塊等；細(xì)部觀察，可以選擇某一細(xì)部，然后進(jìn)行全分辨率觀察，有不同的選項(xiàng)可供選擇來以最佳效果顯示細(xì)部圖像，例如：可以通過改變視角以取得最佳觀察效果?？煽焖佾@取隧道表面三維信息并進(jìn)行斷面收斂變形、中心軸線重建、線路侵界以及隧道異狀等分析，最終實(shí)現(xiàn)隧道病害的快速識別、判斷、統(tǒng)計(jì)以及可視化管理。

因此，該車載隧道病害診斷裝置通過設(shè)置于車輛本體上的采集信息子裝置而完成車載影像數(shù)據(jù)和熱紅外影像數(shù)據(jù)的采集，從而實(shí)現(xiàn)了對滲漏水、襯砌裂縫和襯砌剝落三種病害的同時診斷，為隧道的健康診斷和治理維護(hù)提供決策依據(jù)。

同時，為了提高信息和數(shù)據(jù)的采集效率和準(zhǔn)確度，將采集信息子裝置分別設(shè)置于車輛主體的相應(yīng)位置；并且通過設(shè)置于車輛主體頂部的可活動拉動的防雨罩，可以避免雨水對設(shè)置于車輛主體頂部各裝置的影響，避免其損壞。

進(jìn)一步，所述激光掃描裝置安裝于車輛主體的頂部后方；所述全景影像采集裝置設(shè)置于所述激光掃描裝置的上方。

進(jìn)一步，所述全景影像采集裝置包括：6臺具有高分辨率的數(shù)字相機(jī)，且所述數(shù)字相機(jī)于一點(diǎn)呈放射狀布置。

進(jìn)一步，所述激光掃描裝置包括上、下布置的兩個激光掃描儀，且所述兩個激光掃描儀的掃描端相互交叉。

進(jìn)一步，所述車輛主體的頂部設(shè)置凹槽，且所述凹槽內(nèi)設(shè)置有用于安裝所述激光掃描裝置和所述全景影像采集裝置的升降支架；所述升降支架設(shè)置有用于安裝所述激光掃描裝置和所述全景影像采集裝置的固定座。

當(dāng)需要進(jìn)行隧道病害診斷時，通過調(diào)節(jié)升降支架的高度將激光掃描裝置和全景影像采集裝置抬升到合適的工作位置而便于其進(jìn)行相應(yīng)信息和數(shù)據(jù)的采集；當(dāng)完成診斷后，通過調(diào)節(jié)升降支架的高度，降低激光掃描裝置和全景影像采集裝置的高度，不僅有利于行駛安全，而且便于防雨罩對各采集信息子裝置的遮蓋。

本實(shí)用新型的有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)能實(shí)現(xiàn)隧道常見病害的自動化快速診斷，克服了傳統(tǒng)人工診斷法勞動強(qiáng)度大、診斷效率低和主觀性強(qiáng)等不足之處。在數(shù)據(jù)分析階段，由專業(yè)人員介入剔除錯誤的隧道病害統(tǒng)計(jì)結(jié)果，使得診斷結(jié)果更具可靠性和準(zhǔn)確性。

(2)診斷過程簡單且易于實(shí)現(xiàn)，只需將該系統(tǒng)在待診斷隧道內(nèi)行駛一次即可完成對該隧道病害信息的快速獲取，因此可定期對隧道病害進(jìn)行診斷，可保證隧道的長期安全運(yùn)營。

(3)技術(shù)集成性較好，能同時對多個病害指標(biāo)進(jìn)行快速高效的診斷，通用性強(qiáng)，便于推廣普及。

附圖說明

圖1為實(shí)施例中所述的車載隧道病害診斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記為：

車輛主體101，熱成像儀102，輔助照明裝置103，面陣影像傳感器104，GPS定位裝置105，激光掃描儀106，全景影像采集裝置107，升降支架108，慣性測量裝置109，測速雷達(dá)裝置110，服務(wù)器111，顯示器112。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種車載隧道病害診斷裝置，其包括：車輛主體101以及安裝于車輛主體101外的采集信息子裝置；采集信息子裝置與安裝于車輛主體101內(nèi)的顯示器112和服務(wù)器111連接，且車輛主體101內(nèi)部還設(shè)置有供電電源。

采集信息子裝置包括：用于拍攝車體周圍影像的全景影像采集裝置107、用于完成車輛行駛過程中道路和道路周圍環(huán)境三維信息數(shù)據(jù)采集的激光掃描裝置、用于掃描車輛周圍紅外熱像圖的熱成像儀102、用于應(yīng)對在隧道采集作業(yè)時補(bǔ)光的輔助照明裝置103、面陣影像傳感器104、GPS定位裝置105、慣性測量裝置109和用于精確測量車輛行駛距離的測速雷達(dá)裝置110；全景影像采集裝置107、激光掃描裝置、熱成像儀102和輔助照明裝置103安裝于車輛主體101的頂部；且車輛主體101的頂部還設(shè)置有可活動拉動的防雨罩。

其中，優(yōu)選地，激光掃描裝置安裝于車輛主體101的頂部后方，且影像采集裝置107設(shè)置于激光掃描裝置的上方。

全景影像采集裝置107包括：6臺具有高分辨率的數(shù)字相機(jī)，且數(shù)字相機(jī)于一點(diǎn)呈放射狀布置。

激光掃描裝置包括上、下布置的兩個激光掃描儀106，且兩個激光掃描儀106的掃描端相互交叉。

通過上述位置設(shè)置，不僅便于各采集信息子裝置的安裝，同時也有利于其工作，提高診斷面積和診斷精確度。

作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，上述車輛主體101的頂部設(shè)置凹槽，且凹槽內(nèi)設(shè)置有用于安裝激光掃描裝置和全景影像采集裝置107的升降支架108；升降支架108設(shè)置有用于安裝激光掃描裝置和全景影像采集裝置107的固定座。

進(jìn)行隧道病害診斷時，通過升降支架108將激光掃描裝置和全景影像采集裝置107抬升到合適的位置而有利于信息和數(shù)據(jù)的采集；完成診斷后，通過升降支架108降低激光掃描裝置和全景影像采集裝置107的高度，不僅有利于安全行駛，而且還有利于防雨罩對各采集信息子裝置的遮蓋。

本實(shí)施例中的升降支架可以選用電動伸縮桿或其他現(xiàn)有的伸縮裝置。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。