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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109341573A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811155009.4(22)申请日2018.09.30(71)申请人中国铁建重工集团有限公司地址410100湖南省长沙市经济技术开发区东七路88号(72)发明人刘飞香郑大桥秦念稳王鹏翔谭果曾苗筠张娟娟(74)专利代理机构北京聿华联合知识产权代理有限公司11611代理人刘华联(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种隧道衬砌轮廓限界检测系统(57)摘要本发明公开了一种隧道衬砌轮廓限界检测系统,所述系统包括:限界检测采集设备,其配置为当自身在隧道内沿预设轨迹位移时获取隧道断面扫描结果,其中,所述预设轨迹与隧道走向一致;位移偏移采集设备,其配置为当所述限界检测采集设备在隧道内沿预设轨迹位移时,获取所述限界检测采集设备的实际位置相对于所述预设轨迹的位移偏移;融合处理设备,其配置为根据所述位移偏移对所述隧道断面扫描结果进行偏移补偿处理,获取隧道衬砌轮廓限界检测结果。相较于现有技术,本发明提出的系统不仅可以实现高精度的隧道衬砌轮廓限界检测,而且结构简单、硬件成本低,具有很高的实用价值。CN109341573ACN109341573A权利要求书1/2页1.一种隧道衬砌轮廓限界检测系统,其特征在于,所述系统包括:限界检测采集设备,其配置为当自身在隧道内沿预设轨迹位移时获取隧道断面扫描结果,其中,所述预设轨迹与隧道走向一致;位移偏移采集设备,其配置为当所述限界检测采集设备在隧道内沿预设轨迹位移时,获取所述限界检测采集设备的实际位置相对于所述预设轨迹的位移偏移;融合处理设备,其配置为根据所述位移偏移对所述隧道断面扫描结果进行偏移补偿处理,获取隧道衬砌轮廓限界检测结果。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述限界检测采集设备配置为实时获取并输出当前位置对应的所述隧道断面扫描结果;所述位移偏移采集设备配置为实时获取并输出当前位置对应的所述位移偏移;所述融合处理设备配置为对所述隧道断面扫描结果以及所述位移偏移进行实时处理,实时获取当前位置的所述隧道衬砌轮廓限界检测结果。3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于:所述限界检测采集设备配置为获取当前位置所在的隧道断面的隧道断面扫描结果;所述位移偏移采集设备配置为获取所述限界检测采集设备当前位置所在的隧道断面上所述限界检测采集设备相对于所述预设位移轨迹的位移偏移。4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述限界检测采集设备包含两个扫描方式为线扫描的激光扫描仪以及连接座,所述激光扫描仪配置为对隧道断面进行180°扫描,其中:两个所述激光扫描仪的工作面朝外,其底面分别安装在所述连接座的两个侧面上;所述连接座配置为保证两个所述激光扫描仪背对、工作面朝向不同的方向且扫描线在同一个平面上。5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述连接座用于安装所述激光扫描仪的两个侧面倾斜且沿面向隧道顶部的方向不断靠近。6.根据权利要求3~5中任一项所述的系统,其特征在于:所述限界检测采集设备以及所述位移偏移采集设备配置为固定安装在可沿隧道内的轨道行驶的行驶机构上;所述位移偏移采集设备配置为获取所述行驶机构在行驶过程中相对于轨道的左右偏移距离以及所述行驶机构所处平面相对于轨道面的偏移倾角。7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述位移偏移采集设备包含:位置关系测量装置,其配置为:在所述行驶机构静止在所述轨道上时采集所述行驶机构与所述行驶机构所处的轨道部位间的初始位置关系;在所述行驶机构行驶时采集所述行驶机构与所述行驶机构所处的轨道部位间的实时位置关系;偏移计算装置,其配置为:对比所述初始位置关系以及所述实时位置关系,获取所述行驶机构与轨面间的动态位置关系变化;2CN109341573A权利要求书2/2页根据所述动态位置关系变化计算所述左右偏移距离以及所述偏移倾角。8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述位置关系测量装置包括:图像采集模块,其安装在所述行驶机构底部,配置为对所述行驶机构下方的轨道拍照;计算模块,其配置为解析所述图像采集模块获取的图像,计算所述初始位置关系和所述实时位置关系。9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述位置关系测量装置还包括照明模块,其中:所述照明模块配置为照明所述轨道,在所述轨道上形成光条;所述计算模块配置为从所述图像采集模块获取的图像中识别光条图像,获取光条对应的深度和位置,计算所述初始位置关系和所述实时位置关系。10.根据权利要求7~9中任一项所述的系统,其特征在于,所述位移偏移采集设备包括分别针对左右导轨的两套位置关系测量装置。3CN109341573