用于检测铁路隧道病害的勘察装置的制作方法

本实用新型涉及隧道勘察领域，尤其是涉及一种用于检测铁路隧道病害的勘察装置。

背景技术：

目前，大部分隧道存在着衬砌结构裂缝和渗漏水等病害，而隧道病害的存在严重威胁隧道内行车的安全，影响隧道的正常使用性能，缩短隧道的使用寿命。然而，相关技术中对隧道病害的调查，仍然采用人工现场巡检的方法，不仅效率低，而且对隧道病害的勘察不准确，往往容易造成漏检和错检，导致巡检完成后不能准确记录隧道病害和准确掌握隧道病害的发展趋势，无法保证隧道的安全。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于加测铁路隧道病害的勘察装置，该勘察装置可以快速对隧道内的侧壁进行拍摄检测，在轨道车辆的行驶过程中，高清图像采集器和激光补光器同时工作，以获得清晰的隧道侧壁的图片。

根据本实用新型的用于检测铁路隧道病害的勘察装置包括：轨道车；安装支架，所述安装支架固定在所述轨道车上，所述安装支架包括彼此连接的左侧支架和右侧支架，所述左侧支架位于所述轨道车的中心面左侧且所述右侧支架位于所述轨道车的中心面右侧；补光器，所述补光器构造为激光补光器且所述激光补光器包括：中间激光补光器、左侧激光补光器和右侧激光补光器，所述中间激光补光器设置在所述左侧支架和所述右侧支架之间，所述左侧激光补光器设置在所述左侧支架上，所述右侧激光补光器设置在所述右侧支架上；高清图像采集器，所述高清图像采集器包括：左侧高清图像采集器和右侧高清图像采集器，所述高清图像采集器的像素不小于5mp，所述左侧高清图像采集器设置在所述左侧支架上，所述右侧高清图像采集器设置在所述右侧支架上；同步采集协调器，所述同步采集协调器分别与所述激光补光器和所述高清图像采集器电连接。

本实用新型的用于铁路隧道病害的勘察装置，通过在轨道车上设置安装支架，将补光器和高清图像采集器设置在安装支架上，通过轨道车在隧道中行驶以对隧道的病害进行勘察，高清图像采集器根据采集的多张隧道子图和当前车辆信息自动识别当前隧道的病害，有效避免隧道病害勘察的漏检和错检，激光补光器为高清图像采集器进行补光，可以提高隧道内的亮度，保证高清图像采集器拍摄照片的清晰度，轨道车在行驶的过程中可以通过高清图像采集器对隧道的顶壁和侧壁进行勘察，从而大大提高了勘察效率，有效提高了勘察的准确性，有效保证隧道的安全。

根据本实用新型的一个实施例，所述左侧激光补光器为多个且间隔设置在所述左侧支架上，所述右侧激光补光器为多个且间隔设置在所述右侧支架上。

根据本实用新型的一个实施例，所述左侧激光补光器包括：第一激光补光器、第二激光补光器和第三激光补光器，所述第一激光补光器、所述第二激光补光器和所述第三激光补光器依次排布且逐渐靠近所述中间激光补光器；所述右侧激光补光器包括：第四激光补光器、第五激光补光器和第六激光补光器，所述第四激光补光器、所述第五激光补光器和所述第六激光补光器依次排布且逐渐靠近所述中间激光补光器。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装支架为弧形支架且关于所述轨道车的中心面对称；所述第一激光补光器与所述第四激光补光器关于所述轨道车的中心面对称，所述第二激光补光器与所述第五激光补光器关于所述轨道车的中心面对称，所述第三激光补光器与所述第六激光补光器关于所述轨道车的中心面对称。

根据本实用新型的一个实施例，所述中间激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为0°，所述第一激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为40°-50°，所述第二激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为37°-47°，所述第三激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为33°-43°，所述第四激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为40°-50°，所述第五激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为37°-47°，所述第六激光补光器和所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为33°-43°。

根据本实用新型的一个实施例，所述左侧高清图像采集器和所述右侧高清图像采集器关于轨道车的中心面对称。

根据本实用新型的一个实施例，所述左侧高清图像采集器与所述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为64°-71°，所述右侧高清图像采集器与述弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为64°-71°。

根据本实用新型的一个实施例，勘察装置还包括：电池，所述电池分别与所述补光器、所述高清图像采集器和同步采集协调器相连以为所述补光器、所述高清图像采集器和同步采集协调器提供电能。

根据本实用新型的一个实施例，所述电池为多个，且每个所述电池的容量不小于600ah。

根据本实用新型的一个实施例，勘察装置还包括：定位器，所述同步采集协调器与所述定位器电连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的勘察装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型的勘察装置中补光器的补光示意图。

附图标记：

勘察装置100，

轨道车110，安装支架120，

左侧高清图像采集器131，右侧高清图像采集器132，

第一激光补光器101、第二激光补光器102、第三激光补光器103、第四激光补光器104、第五激光补光器105、第六激光补光器106、中间激光补光器107。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的用于检测铁路隧道病害的勘察装置100。

根据本实用新型的用于检测铁路隧道病害的勘察装置100包括轨道车110、安装支架120、补光器、高清图像采集器和同步采集协调器。

其中，安装支架120固定在轨道车110上，安装支架120包括彼此连接的左侧支架和右侧支架，左侧支架位于轨道车110的中心面左侧且右侧支架位于轨道车110的中心面的右侧，补光器构造为激光补光器且激光补光器包括中间补光器、左侧补光器和右侧补光器，中间补光器设置在左侧支架和右侧支架之间，左侧激光补光器设置在左侧支架上，右侧激光补光器设置在右侧支架上，高清图像采集器的像素不小于5mp，高清图像采集器包括左侧高清图像采集器131和右侧高清图像采集器132，左侧高清图像采集器131设置在左侧支架上，右侧高清图像采集器132设置在右侧支架上，同步采集协调器分别与激光补光器和高清图像采集器连接以控制激光补光器和高清图像采集器同步工作。

根据本实用新型的用于检测铁路隧道病害的勘察装置100用于拍摄隧道的顶壁和侧壁，轨道车110行驶在铁路轨道上。设置在轨道车110上的高清图像采集器用于拍摄铁路隧道的多张隧道图。补光器适于向隧道的顶壁和侧壁进行补光，激光补光器所发射出的激光在照射到隧道的顶壁和侧壁后经过反射被高清图像采集器所接收到，以保证高清图像采集器所拍摄照的照片的足够清晰，激光补光器相比于相关技术中的补光器来说具有更高的功率，激光补光器所能发射出的激光具有较高的强度，在隧道内黑暗的条件下可以保证高清图像采集器可以拍摄到清晰且画面的，设置在轨道车110辆上的同步采集协调器，可以在高清图像采集器拍摄的同时，同步获取轨道车110的当前车辆信息，例如可以获取车辆的当前位置，车辆的速度等，同步采集协调器还可以用于控制补光器与高清图像采集器同步工作，以保证高清图像采集器在拍摄的同时激光补光器也同步工作，保证高清图像采集器所拍摄的照片的清晰度。

安装支架120设置在轨道车110上，安装支架120上设置有用于安装补光器和高清图像采集器的支座，左侧支架适于与隧道的左侧部分正对，右侧支架适于与隧道的右侧部分正对，安装支架120上支座的位置远离轨道车110本体，而激光补光器和高清图像采集器设置在安装支架120上，使激光补光器和高清图像采集器更加靠近隧道的顶壁和侧壁，对于激光补光器来说可以对隧道的顶壁和侧壁更好地进行补光，对于高清图像采集器来说，可以在安装支架120的支座上更方便地调节拍摄角度。

安装支架120可以与隧道的形状适配，从而可以有效勘测隧道病害，避免漏检，有效保证隧道安全。当然，安装支架120也可以为方形或者矩形支撑架，关于支撑架的形状本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

左侧支架上设置有左侧激光补光器和左侧高清图像采集器131，以适于对隧道的左侧壁进行补光和拍摄，右侧支架上设置有右侧激光补光器和右侧高清图像采集器132，以适于对隧道的右侧壁进行补光和拍摄，在左侧支架和右侧支架之间还设置有中间激光补光器107，中间激光补光器107适于向隧道的顶壁进行补光，同步采集协调器可以控制激光补光器和高清图像采集器同步工作，在补光的同时控制高清图像采集器进行拍摄，在轨道车110不断行驶的过程中，高清图像采集器也同步在进行拍摄。

本实用新型的用于铁路隧道病害的勘察装置100，通过在轨道车110上设置安装支架120，将补光器和高清图像采集器设置在安装支架120上，通过轨道车110在隧道中行驶以对隧道的病害进行勘察，高清图像采集器根据采集的多张隧道子图和当前车辆信息自动识别当前隧道的病害，有效避免隧道病害勘察的漏检和错检，激光补光器为高清图像采集器进行补光，可以提高隧道内的亮度，保证高清图像采集器拍摄照片的清晰度，轨道车110在行驶的过程中可以通过高清图像采集器对隧道的顶壁和侧壁进行勘察，从而大大提高了勘察效率，有效提高了勘察的准确性，有效保证隧道的安全。

根据本实用新型的一个实施例，左侧激光补光器为多个且间隔设置在左侧支架上，右侧激光补光器为多个且间隔设置在右侧支架上，多个激光补光器可以提高隧道表面的光照度，同时也提高了勘察装置100的照射范围，以保证隧道壁表面的光照度满足高清图像采集器的拍摄要求。

根据本实用新型的一个实施例，左侧激光补光器包括：第一激光补光器101、第二激光补光器102和第三激光补光器103，第一激光补光器101、第二激光补光器102和第三激光补光器103依次排布且逐渐靠近中间激光补光器107；右侧激光补光器包括：第四激光补光器104、第五激光补光器105和第六激光补光器106，第四激光补光器104、第五激光补光器105和第六激光补光器106依次排布且逐渐靠近中间激光补光器107；设置多个补光器可以满足勘察装置100对隧道的照明需求。

根据本实用新型的一个实施例，安装支架120构造为弧形支架且关于轨道车110的中心面对称，中心面为垂直于地面且穿过轨道车110辆中心的平面，安装支架120的圆心设置在中心面上，第一激光补光器101与第四激光补光器104关于轨道车110的中心面对称，第二激光补光器102与第五激光补光器105关于轨道车110的中心面对称，第三激光补光器103与第六激光补光器106关于轨道车110的中心面对称，通过将第一激光补光器101、第二激光补光器102、第三激光补光器103、第四激光补光器104、第五激光补光器105和第六激光补光器106如上述设置，可以使得勘察装置100的照明均匀，保证隧道壁的光照度满足高清图像采集器的要求，使高清图像采集器最后所拍摄出的画面更加清晰，勘察装置100的勘察精度也将大幅提高。

根据本实用新型的一个实施例，中间激光补光器107和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为0°，第一激光补光器101和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为40°-50°，第二激光补光器102和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为37°-47°，第三激光补光器103和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为33°-43°，第四激光补光器104和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为40°-50°，第五激光补光器105和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为37°-47°，第六激光补光器106和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为33°-43°。

本实用新型的一个具体实施例中，第一激光补光器101和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为45°，第二激光补光器102和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为42°，第三激光补光器103和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为38°，第四激光补光器104和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为45°，第五激光补光器105和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为42°，第六激光补光器106和弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为38°。

根据本实用新型的一个实施例左侧高清图像采集器131和右侧高清图像采集器132关于轨道车110的中心面对称，左侧高清图像采集器131适于对隧道的左侧进行拍摄，右侧高清图像采集器132适于对隧道的右侧进行拍摄。

其中，左侧高清图像采集器131与弧形支架的圆心之间的连接与中心面之间的夹角为64°-71°，右侧高清图像采集器132与弧形支架的圆心之间的连线与中心面之间的夹角为64°-71°。将左侧高清图像采集器131和右侧高清图像采集器132如上述角度设置在弧形支架上，可以更好地对隧道的侧壁进行拍摄，当然左右两侧的高清图像采集器的角度可以根据实际情况进行调节。

在本申请的一个具体实施例中，左侧高清图像采集器131与弧形支架的圆心之间的连接与中心面之间的夹角为67.5°，右侧高清图像采集器132与弧形支架的圆心之间的连接与中心面之间的夹角为67.5°。

根据本实用新型的一个实施例，勘察装置100还包括电池，电池分别与补光器、高清图像采集器和同步采集协调器连接以为补光器、高清图像采集器和同步采集协调器提供电能。勘察装置100中还可以设置有与电池相连的逆变器、降压稳压模块、ups电源等，以保证电池的供电稳定。

根据本实用新型的一个实施例，电池为多个，且每个电池的容量不小于600ah，多个电池可以保证勘察装置100在勘察的过程中电量充足，可以适于对较长的隧道进行勘察，提高了勘察装置100的勘察效率。

根据本实用新型的一个实施例，勘察装置100还包括定位器，同步采集协调器与定位器电连接以控制激光补光器、高清图像采集器和定位器同步工作，在勘察装置100对隧道勘察的过程中，高清图像采集器所拍摄的多个图片与时序勘察装置100工作的时序一一对应，定位装置的所记录的位置信息同样与勘察装置100工作的时序一一对应，在勘察装置100勘察完毕后，可以将高清图像采集器所拍摄的图片与位置信息通过时序对应起来，使用者可以在图片上发现隧道病害后，查看该图片的位置信息以快速定位隧道中的病害位置，以方便于对隧道进行检修，大大提高了隧道勘察以及后期对隧道进行修复的工作效率。

可以理解的是，本申请实施例基于“机器视觉”技术上开展了隧道病害定期快速调查新技术的研究，建立一套不阻断交通的隧道病害定期巡检系统。本申请实施例的勘察装置100能够自动获取隧道内侧高分辨率的连续精准定位图像，并且可以通过软件生成隧道内部三维立体图像，可以展开进行各种分析，最终可快速获得隧道常规调查所需的详细资料，形成新的基于信息化技术的隧道健康状况定期快速调查方法，定期为隧道健康情况打分评判，为运营隧道建立健康情况档案，确保运营隧道安全、通畅、顺达。

本申请实施例的目的在于采用分辨率高的图像采集系统在大功率激光补光器的参与下，准确拍摄和记录衬砌裂缝、变形以及渗漏水等病害信息，备份保存在设备自身附带的服务器内进行图像处理系统的拼接和缝合、识别和分析，标注出病害的位置和尺寸等信息，为铁路隧道安全巡检以及病害发展趋势预测提供科学的依据。

根据本申请提出的铁路隧道病害勘察装置100，通过对隧道的病害进行勘察，并根据采集的多张隧道子图和当前车辆信息自动识别当前隧道的病害，有效避免隧道病害勘察的漏检和错检，从而大大提高了勘察效率，有效提高了勘察的准确性，有效保证隧道的安全。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。