CN211043666U - 基于激光点云技术的隧道监测*** - Google Patents
基于激光点云技术的隧道监测*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于激光点云技术的隧道监测***,包括用于采集隧道数据的数据采集单元,用于采集数据采集单元各个监测点的三维坐标分布的三维激光扫描装置以及分别与数据采集单元和三维激光扫描仪连接的监控主机;数据采集单元包括用于采集隧道结构内力信息的隧道结构内力检测装置、用于采集隧道裂缝信息的裂缝采集装置以及用于采集隧道图像信息的第一摄像头;通过隧道结构内力检测装置、裂缝采集装置和第一摄像头实时采集隧道中的数据,并通过三维激光扫描装置采集各个监测点的空间位置,以便于后续工作中能快速的查看每个监测点对应的监测资料。并且,通过设置扫描车可以在施工过程中,随着隧道开挖进度及时跟进采集相关数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于激光点云技术的隧道监测***。
背景技术
目前,铁路平台的监测模块是把每个隧道开挖洞门的监测点以每日变形值、累计变形值、监测频率监测天数形式在平台上反映。建设、施工单位,第三方通过这些信息来了解洞内监测及施工进度情况,但是,监测模块反映的监测点信息没有与隧道内部实际施工情况相挂钩,而且对于每个监测点的空间位置模糊,容易带来洞内布监测点不完善的情况,同时众多的纸质监测资料没有在监测点上面体现,大大降低了监测资料查看及检查效率。
为了克服现有的监测模块没有把监测资料直观反映到隧道内部每个监测点上,提升纸质资料保存、检查效率。该***不仅能识别洞内监测点的空间布置情况,而且能快速的查看每个监测点对应的监测资料,方便资料的保存与检查。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于激光点云技术的隧道监测***,以解决目前隧道监测***对于每个监测点的空间位置模糊,容易带来洞内布监测点不完善的情况的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种基于激光点云技术的隧道监测***,包括用于采集隧道数据的数据采集单元,用于采集所述数据采集单元各个监测点的三维坐标分布的三维激光扫描装置以及分别与所述数据采集单元和三维激光扫描仪连接的监控主机;所述数据采集单元包括用于采集隧道结构内力信息的隧道结构内力检测装置、用于采集隧道裂缝信息的裂缝采集装置以及用于采集隧道图像信息的第一摄像头;
所述三维激光扫描装置包括扫描车,所述扫描车包括底座,所述底座的两侧设有行走机构,所述底座上设有支撑座以及设备安装座,所述设备安装座上安装有第二摄像头、万向云台以及安装在所述万向云台上的三维扫描仪;所述行走机构、第二摄像头、万向云台以及三维扫描仪的输入端分别与控制主机电连接,三维扫描仪的输出端与所述监控主机的输入端通信连接。
进一步地,所述监控主机用于将获取到的信息发送至远程服务主机与远程服务主机中的各数据阈值分别进行比较,当检测到有数据超出阈值范围出现异常时,则向监控主机发送报警信号驱动声光报警器报警。
进一步地,该***还包括与所述监控主机的输出端通信连接的显示屏。
进一步地,该***还包括用于采集隧道纸质监测资料的文件扫描仪,所述文件扫描仪与所述监控主机的输入端通信连接。
进一步地,该***还包括与所述监控主机的输出端通信连接的用于打印隧道图纸的打印机。
进一步地,所述三维激光扫描装置的底座前侧设有微波传感器,所述微波传感器的输入端与所述控制主机的输出端电连接,微波传感器的输出端与所述控制主机的输入端电连接。
进一步地,所述隧道结构内力检测装置包括埋设在隧道墙壁的混凝土结构内部的混凝土应变计以及安装在隧道锚索上的锚索测力计,所述混凝土应变计以及锚索测力计的输出端分别与所述监测主机的输入端电连接。
进一步地,所述裂缝采集装置包括安装隧道裂缝中且与所述监测主机的输入端电连接的裂缝计。
进一步地,所述支撑座为可升降支撑座。
本实用新型的有益效果为:通过隧道结构内力检测装置、裂缝采集装置和第一摄像头实时采集隧道中的数据,并通过三维激光扫描装置采集各个监测点的空间位置,以便于后续工作中能快速的查看每个监测点对应的监测资料;并且,通过设置扫描车可以在施工过程中,随着隧道开挖进度及时跟进采集相关数据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2为本实用新型一个实施例的三维激光扫描装置包的结构示意图。
其中:1、底座;2、支撑座;3、设备安装座;4、补光灯;5、第二摄像头; 6、万向云台;7、三维扫描仪;8、微波传感器。
具体实施方式
如图1所示的基于激光点云技术的隧道监测***,包括用于采集隧道数据的数据采集单元,用于采集所述数据采集单元各个监测点的三维坐标分布的三维激光扫描装置以及分别与所述数据采集单元和三维激光扫描仪连接的监控主机;所述数据采集单元包括用于采集隧道结构内力信息的隧道结构内力检测装置、用于采集隧道裂缝信息的裂缝采集装置以及用于采集隧道图像信息的第一摄像头。
通过隧道结构内力检测装置、裂缝采集装置和第一摄像头实时采集隧道中的数据,并通过三维激光扫描装置采集各个监测点的空间位置,以便于后续工作中能快速的查看每个监测点对应的监测资料。其中,所述隧道结构内力检测装置包括埋设在隧道墙壁的混凝土结构内部的混凝土应变计以及安装在隧道锚索上的锚索测力计,所述混凝土应变计以及锚索测力计的输出端分别与所述监测主机的输入端电连接。所述裂缝采集装置包括安装隧道裂缝中且与所述监测主机的输入端电连接的裂缝计。
需要说明的是,本申请只保护数据采集单元、三维激光扫描仪以及监控主机之间的连接关系和相互配合关系,对于第一摄像头、混凝土应变计、锚索测力计、裂缝计本身的结构以及其所配置的软件并不在本申请的保护之内。本领域技术人员可以根据自己的成本要求选用不同型号的数据采集设备,监测主机可为现有的单片机,电脑主机等,其具有已经规定好的接线引脚或者结构,本领域技术人员只需要根据其产品规格说明书都可以直接且毫无疑义地进行相应的电气连接,这些都是些公知常识性的问题,在本领域技术人员的认知范围内,故此处不再赘述。
所述监控主机用于将获取到的信息发送至远程服务主机与远程服务主机中的各数据阈值分别进行比较,当检测到有数据超出阈值范围出现异常时,则向监控主机发送报警信号驱动声光报警器报警。
如图2所示,所述三维激光扫描装置包括扫描车,所述扫描车包括底座1,所述底座1的两侧设有行走机构,所述底座1上设有支撑座2以及设备安装座 3,所述设备安装座3上安装有第二摄像头5、万向云台6以及安装在所述万向云台6上的三维扫描仪7;所述行走机构、第二摄像头5、万向云台6以及三维扫描仪7的输入端分别与控制主机电连接,三维扫描仪7的输出端与所述监控主机的输入端通信连接。通过将三维激光扫描仪安装在扫描车上,扫描车可以在施工过程中,随着隧道开挖进度及时跟进采集相关数据。此外,所述三维激光扫描装置的底座1前侧设有微波传感器8,所述微波传感器8的输入端与所述控制主机的输出端电连接,微波传感器8的输出端与所述控制主机的输入端电连接。微波传感器8用于测量扫描车前部是否存在障碍物,当检测到前方存在障碍物时,可通过扫描车上的声光报警器提醒相关人员进行清障处理,一面影响采集进度。其中,万向云台采用现有电动云台,电动云台适用于对大范围进行扫描监视,可以扩大三维扫描仪7的监视范围;第二摄像头5可以对采集现场的图像进行采集,可以获取采集现场图像。所述支撑座为可升降支撑座,具体可在用现有电动升降台,在工作过程中可以通过调节支撑座的高度进一步扩大三维扫描仪7的监视范围。
三维激光扫描技术工作原理是发射器通过激光二极管发射一种接近红外线波长的无害光束,对测绘对象进行立体面状的扫描,借助设备获取对激光的反射时间差,从而测量激光与物体之间的距离,最后用编码器来测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度,获取测量对象表面每个采样点空间立体坐标, 得到被测对象的采样点集合。
该***还包括与所述监控主机的输出端通信连接的显示屏,以便于相关监测人员能够查看采集到的数据。显示屏可为等离子显示屏或者纯平显示器。
该***还包括用于采集隧道纸质监测资料的文件扫描仪,所述文件扫描仪与所述监控主机的输入端通信连接。所述监控主机的输出端通信连接有用于打印隧道图纸的打印机,通过文件扫描仪获取纸质隧道图纸,不仅可提升纸质资料保存效率和检查效率,还可以便于后续隧道信息的整合。
此外,上述文件中记载了一些方法及原理性的内容,这些内容仅仅是便于本领域技术人员对本申请的技术方案的理解,并非是对方法和原理本身的改进。
最后,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,包括用于采集隧道数据的数据采集单元,用于采集所述数据采集单元各个监测点的三维坐标分布的三维激光扫描装置以及分别与所述数据采集单元和三维激光扫描仪连接的监控主机;所述数据采集单元包括用于采集隧道结构内力信息的隧道结构内力检测装置、用于采集隧道裂缝信息的裂缝采集装置以及用于采集隧道图像信息的第一摄像头;所述三维激光扫描装置包括扫描车,所述扫描车包括底座,所述底座的两侧设有行走机构,所述底座上设有支撑座以及设备安装座,所述设备安装座上安装有第二摄像头、万向云台以及安装在所述万向云台上的三维扫描仪;所述行走机构、第二摄像头、万向云台以及三维扫描仪的输入端分别与控制主机电连接,所述三维扫描仪的输出端与所述监控主机的输入端通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,所述监控主机用于将获取到的信息发送至远程服务主机与远程服务主机中的各数据阈值分别进行比较,当检测到有数据超出阈值范围出现异常时,则通过远程服务主机向监控主机发送报警信号驱动声光报警器报警。
3.根据权利要求2所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,该***还包括与所述监控主机的输出端通信连接的显示屏。
4.根据权利要求3所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,该***还包括用于采集隧道纸质监测资料的文件扫描仪,所述文件扫描仪与所述监控主机的输入端通信连接。
5.根据权利要求4所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,该***还包括与所述监控主机的输出端通信连接的用于打印隧道图纸的打印机。
6.根据权利要求5所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,所述三维激光扫描装置的底座前侧设有微波传感器,所述微波传感器的输入端与所述控制主机的输出端电连接,微波传感器的输出端与所述控制主机的输入端电连接。
7.根据权利要求6所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,所述隧道结构内力检测装置包括埋设在隧道墙壁的混凝土结构内部的混凝土应变计以及安装在隧道锚索上的锚索测力计,所述混凝土应变计以及锚索测力计的输出端分别与所述监控主机的输入端电连接。
8.根据权利要求7所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,所述裂缝采集装置包括安装隧道裂缝中且与所述监控主机的输入端电连接的裂缝计。
9.根据权利要求1所述的基于激光点云技术的隧道监测***,其特征在于,所述支撑座为可升降支撑座。
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