CN108332084B - 一种隧道检测平台光源装置及其光源分布方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道检测设备技术领域，尤其是一种隧道检测平台光源装置及其光源分布方法，包括扇形定位架，扇形定位架上设有多个扇形分布的光源盒，多个光源盒拼接成一条弧形光源带并由扇形定位架固定，扇形定位架固定在托架上，托架滑动安装到锁定架上，托架上的光源盒与数据采集装置随动，数据采集装置包括升降台和安装在升降台上的检测装置，托架通过联动杆与升降台固定连接，托架上的光源盒与升降台上的检测装置同步竖向运动。本发明的隧道检测平台光源装置在调整工业面阵CCD相机圆心的同时联动杆会一并调整光源带圆心，使达到较为均匀的光带分布。

Description

一种隧道检测平台光源装置及其光源分布方法

技术领域

本发明涉及隧道检测设备技术领域，尤其是一种隧道检测平台光源装置及其光源分布方法。

背景技术

地铁运营过程中，以混凝土材料为主的隧道结构出现裂缝或脱落及渗漏水等表现，这些事无法避免的现象，而且在病害的长期发展中对隧道的安全性有着巨大的威胁。因此在地铁运营中对隧道结构的维护视为报账隧道长期安全运营的必要手段，而隧道病害的检测则是隧道维护的基础。传统的地铁隧道病害是以人工检查为主，辅以检测设备。尤其是在地铁隧道表面病害的假侧，则是完全依赖人的肉眼观察，国内外均是如此。人工的检查，一方面带有主观性；另一方面，工作量大的情况下，人不可能面面俱到，很有可能漏掉病害。近年来，国内外对隧道的结构维护日渐重视，相继研发基于不同原理的隧道检测设备。现阶段大部分地铁隧道病害检测传感器采用工业相机，工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，市面上工业相机大多是基于CCD或CMOS芯片的相机。由于隧道内光线昏暗，强度不够，通常不能满足工业相机的有效数据采集需求，在现实阶段使用时也常常不能够很好的给相机补光，拍摄的照片明暗不一，在分析处理过程中造成诸多问题，容易造成病害漏报、错报从而影响整套***的可靠性和准确度。此外，由于隧道截面的不同，采用固定光源当进入不同截面直径隧道时会产生光源中心偏移，导致产生明亮不一的光斑，影响相机数据采集。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种隧道检测平台光源装置及其光源分布方法，可以更好地给检测装置补光，提高数据采集的精确度。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

本发明的隧道检测平台光源装置包括扇形定位架，所述扇形定位架上设有多个扇形分布的光源盒，多个所述光源盒拼接成一条弧形光源带并由扇形定位架固定，所述扇形定位架固定在托架上，所述托架滑动安装到锁定架上，所述托架上的光源盒与数据采集装置随动，所述数据采集装置包括升降台和安装在升降台上的检测装置，所述托架通过联动杆与所述升降台固定连接，所述托架上的光源盒与升降台上的检测装置同步竖向运动。

本发明所述托架上设有托板，所述托板上设有光源控制箱。

本发明所述光源盒内设有COB光源，所述光源盒上还设有灯罩，光源盒的灯罩两侧带有凹槽，灯罩借助凹槽拼接组合成光带，灯罩采用合金铝材质制成，灯罩反光面采用纳米喷涂处理。

本发明所述检测装置包括扇形托架，所述扇形托架上设有多个扇形分布的托盘盒和融合激光器，所述托盘盒滑动安装在所述扇形托架上，所述托盘盒内集成安装工业面阵CCD相机、激光测距仪和惯性导航仪，相邻两个所述托盘盒的分布角度保证工业面阵CCD相机的视场重合距离不低于20cm弧长，所述融合激光器安装在相邻两个托盘盒之间，所述融合激光器用于获取照片融合处理的定位标记。

本发明所述托盘盒包括底盘和安装在底盘上的端盖，底盘内设有集成安装板，底盘的上边缘向内延伸出连接耳，集成安装板螺接到连接耳上，集成安装板和连接耳之间设有抗震配件。

本发明所述托盘盒安装在两个所述扇形托架之间，所述托盘盒的两端设有滑块，两个所述扇形托架的内侧面上均设有与所述滑块配合的导轨，所述导轨上还设有定位所述托盘盒的导轨钳制器。

本发明两个所述扇形托架之间还设有多个连接板件，所述连接板件的两端分别螺接到两个所述扇形托架的内侧面上，每两个相邻的托盘盒之间设有一个所述连接板件，所述连接板件上安装所述融合激光器。

本发明所述光源装置为两组且对称分布在所述数据采集装置两侧。

本发明还提供一种隧道检测平台光源装置的光源分布方法，用于上述的隧道检测平台光源装置，包括以下步骤：a.提供32套内置有COB光源的光源盒，16套光源盒为一组然后通过灯罩凹槽拼接成一条弧形光源带并使用扇形定位架、托架以及锁定架固定，两组光源盒对称分布在数据采集装置的两侧；b.每组光源盒构成的弧形光源带的圆心与隧道的圆心布置在同一条轴线上，弧形光源带距离隧道内壁2米；c.让每个托盘盒内的工业面阵CCD相机视场角的边缘与弧形光源带相交的点外侧各对应一套光源盒。

本发明的隧道检测平台光源装置及其光源分布方法的有益效果是：本发明的隧道检测平台光源装置在调整工业面阵CCD相机圆心的同时联动杆会一并调整光源带圆心，使达到较为均匀的光带分布，本发明的光源分布方法可以保证工业面阵CCD相机圆心和光源带圆心以及隧道的圆心在同一直线上，各个光源的光斑中心可以打在工业面阵CCD相机视场的四个角上，从而更好地补光。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本实施例的光源装置的结构示意图；

图2是本实施例的扇形定位架的结构示意图；

图3是本实施例的灯罩的结构示意图；

图4是本实施例的光源装置的安装结构示意图；

图5是本实施例的检测装置的结构示意图；

图6是本实施例的光源分布结构示意图。

其中：扇形定位架1、光源盒2、托架3、锁定架4、联动杆5、灯罩6、托盘盒7、升降台8、扇形托架9、连接板件10。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-5所示，本实施例的隧道检测平台光源装置包括扇形定位架1，扇形定位架1上设有多个扇形分布的光源盒2，多个光源盒2拼接成一条弧形光源带并由扇形定位架1固定，扇形定位架1用于光源盒2的安装定位，保证了光带分布的均匀性，优选的，扇形定位架1采用合金铝材质，在满足高刚度的前提下减轻了整体装置的重量，扇形定位架1通过钣金件拼接安装而成，构造简单且安装牢固稳定。扇形定位架1固定在托架3上，托架3作为光源装置的主体支撑固定架，保证整体刚性和强度，托架3由标准型材打孔安装连接，降低设计制造成本。托架3滑动安装到锁定架4上，在弧形光源带的圆心调整完毕后锁定架4锁定托架3，锁定架4采用高强度高刚性标准型材加工。

托架3上的光源盒2在未锁定状态下可以与数据采集装置随动，具体地，数据采集装置包括升降台8和安装在升降台8上的检测装置，托架3通过联动杆5与升降台8固定连接，托架3上的光源盒2与升降台8上的检测装置同步竖向运动，这样在调整检测装置的圆心时一并调整弧形光源带圆心，使达到较为均匀的光带分布。

本实施例的托架3上设有托板，托板上设有光源控制箱，光源控制箱用于控制光源盒2内的光源，光源盒2内设有COB光源，光源盒2上还设有灯罩6，光源盒2的灯罩6两侧带有凹槽，灯罩6借助凹槽拼接组合成光带，灯罩6采用合金铝材质制成，具有重量轻，强度高等特点，灯罩6反光面采用纳米喷涂处理，纳米涂层反射率可高达96％以上，漫反射率高达到94％左右，大大提高了光线利用率。

本实施例的检测装置包括扇形托架9，扇形托架9上设有多个扇形分布的托盘盒7和融合激光器，托盘盒7滑动安装在扇形托架9上，托盘盒7内集成安装工业面阵CCD相机、激光测距仪和惯性导航仪，工业面阵CCD相机用于对隧道表面病害图像数据进行采集，激光测距仪用于测量工业面阵CCD相机与隧道表面距离，惯性导航仪用于监测托盘盒7在运动过程中的振动数据，融合激光器获取照片融合处理位置的定位标记，相邻两个托盘盒7的分布角度保证工业面阵CCD相机的视场重合距离不低于20cm弧长，融合激光器安装在相邻两个托盘盒7之间，融合激光器用于获取照片融合处理的定位标记。

其中，托盘盒7包括底盘和安装在底盘上的端盖，底盘内设有集成安装板，底盘的上边缘向内延伸出连接耳，集成安装板螺接到连接耳上，集成安装板和连接耳之间设有抗震配件。托盘盒7安装在两个扇形托架9之间，托盘盒7的两端设有滑块，两个扇形托架9的内侧面上均设有与滑块配合的导轨，导轨上还设有定位托盘盒7的导轨钳制器，通过导轨钳制器可以锁定托盘盒7的位置。

两个扇形托架9之间还设有多个连接板件10，连接板件10的两端分别螺接到两个扇形托架9的内侧面上，每两个相邻的托盘盒7之间设有一个连接板件10，连接板件10上安装融合激光器。

本实施例的光源装置为两组且对称分布在数据采集装置两侧。

本实施例中的COB光源构成的光源带在2米的物距下，所能选取的极限照亮区域为半径约1米的圆形光斑，光斑中心处最亮，离光斑中心越远，亮度越低并呈非线性分布。单个工业面阵CCD相机视场为隧道截面方向2.1米，沿隧道方向1.6米的长方形。结合本实施例的COB集成光源特性，需将各个光源的光斑中心打在视场的四个角上，通过远离光斑中心的光源叠加来实现补光的均匀性。实际所要照亮的隧道截面呈圆弧状，需要由7组相机视场融合覆盖所要检测的隧道截面，为了更好地保证工业面阵CCD相机的数据采集精度，本实施例还提供一种隧道检测平台光源装置的光源分布方法，参见图6，包括以下步骤：a.提供32套内置有COB光源的光源盒2，16套光源盒2为一组然后通过灯罩6凹槽拼接成一条弧形光源带并使用扇形定位架1、托架3以及锁定架4固定，两组光源盒2对称分布在数据采集装置的两侧；b.每组光源盒2构成的弧形光源带的圆心与隧道的圆心布置在同一条轴线上，弧形光源带距离隧道内壁2米；c.让每个托盘盒7内的工业面阵CCD相机视场角的边缘与弧形光源带相交的点外侧各对应一套光源盒2。

通过上述方式可以保证工业面阵CCD相机圆心和光源带圆心以及隧道的圆心在同一直线上，各个光源的光斑中心可以打在工业面阵CCD相机视场的四个角上，从而更好地补光，在调整工业面阵CCD相机圆心的同时联动杆5会一并调整光源带圆心，使达到较为均匀的光带分布。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种隧道检测平台光源装置，其特征在于：包括扇形定位架(1)，所述扇形定位架(1)上设有多个扇形分布的光源盒(2)，多个所述光源盒(2)拼接成一条弧形光源带并由扇形定位架(1)固定，所述扇形定位架(1)固定在托架(3)上，所述托架(3)滑动安装到锁定架(4)上，所述托架(3)上的光源盒(2)与数据采集装置随动，所述数据采集装置包括升降台(8)和安装在升降台(8)上的检测装置，所述托架(3)通过联动杆(5)与所述升降台(8)固定连接，所述托架(3)上的光源盒(2)与所述升降台(8)上的检测装置同步竖向运动；

所述光源盒(2)内设有COB光源，所述光源盒(2)上还设有灯罩(6)，所述光源盒(2)的灯罩(6)两侧带有凹槽，所述灯罩(6)借助凹槽拼接组合成光带；

所述检测装置包括扇形托架(9)，所述扇形托架(9)上设有多个扇形分布的托盘盒(7)和融合激光器，所述托盘盒(7)滑动安装在所述扇形托架(9)上，所述托盘盒(7)内集成安装工业面阵CCD相机、激光测距仪和惯性导航仪，相邻两个所述托盘盒(7)的分布角度保证工业面阵CCD相机的视场重合距离不低于20cm弧长，所述融合激光器安装在相邻两个托盘盒(7)之间，所述融合激光器用于获取照片融合处理的定位标记；

所述光源装置为两组且对称分布在所述数据采集装置两侧，所述灯罩(6)采用合金铝材质制成，所述灯罩(6)反光面采用纳米喷涂处理。

2.根据权利要求1所述的隧道检测平台光源装置，其特征在于：所述托架(3)上设有托板，所述托板上设有光源控制箱。

3.根据权利要求1所述的隧道检测平台光源装置，其特征在于：所述托盘盒(7)包括底盘和安装在底盘上的端盖，所述底盘内设有集成安装板，所述底盘的上边缘向内延伸出连接耳，所述集成安装板螺接到连接耳上，所述集成安装板和连接耳之间设有抗震配件。

4.根据权利要求3所述的隧道检测平台光源装置，其特征在于：所述托盘盒(7)安装在两个所述扇形托架(9)之间，所述托盘盒(7)的两端设有滑块，两个所述扇形托架(9)的内侧面上均设有与所述滑块配合的导轨，所述导轨上还设有定位所述托盘盒(7)的导轨钳制器。

5.根据权利要求4所述的隧道检测平台光源装置，其特征在于：两个所述扇形托架(9)之间还设有多个连接板件(10)，所述连接板件(10)的两端分别螺接到两个所述扇形托架(9)的内侧面上，每两个相邻的托盘盒(7)之间设有一个所述连接板件(10)，所述连接板件(10)上安装所述融合激光器。

6.一种隧道检测平台光源装置的光源分布方法，用于如权利要求1所述的隧道检测平台光源装置，其特征在于：包括以下步骤：a.提供32套内置有COB光源的光源盒(2)，16套光源盒(2)为一组然后通过灯罩(6)凹槽拼接成一条弧形光源带并使用扇形定位架(1)、托架(3)以及锁定架(4)固定，两组光源盒(2)对称分布在数据采集装置的两侧；b.每组光源盒(2)构成的弧形光源带的圆心与隧道的圆心布置在同一条轴线上，弧形光源带距离隧道内壁2米；c.让每个托盘盒(7)内的工业面阵CCD相机视场角的边缘与弧形光源带相交的点外侧各对应一套光源盒(2)。