基于线阵相机/扫描仪的轨交隧道病害检测系统设计实现

作     者：石波 王慧超 杨晓磊 李国玉 赵凯 王聪 杨密 林康 Shi Bo;Wang Huichao;Yang Xiaolei;Li Guoyu;Zhao Kai;Wang Cong;Yang Mi;Lin Kang

作者机构：山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590 青岛秀山移动测量有限公司青岛266590 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2024年第38卷第6期

页      面：181-194页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：山东省重点研发计划(重大科技创新工程)(2019JZZY010429) 山东科技大学科研创新团队支持计划(2019TDJH103)项目资助 

主　　题：隧道病害 隧道病害检测系统 系统集成 病害识别 病害定位 

摘      要：隧道维护可以避免隧道病害引发的安全事故,有效的维护依赖于全面和准确的隧道病害检测。传统的隧道病害检测依靠人工巡检,受隧道照明不足、检测时间短等因素的影响,检测效率低下且准确率低。针对这些隧道病害检测中的难题,根据轨交隧道结构均匀、轨道线路固定的特点设计了轨交隧道病害检测系统。系统将激光扫描技术与摄影测量技术相结合,使用激光扫描仪获取隧道三维点云,使用多线阵相机获取隧道影像,借助激光跟踪仪并设计虚拟靶标场对相机和扫描仪进行标定使其坐标基准统一。系统采用分布式的软件架构研发数据采集软件进行传感器交互和数据存储,并采用外触发的方法使传感器采集频率与车速匹配,最后基于Cesium框架研发数据管理平台对隧道数据进行管理。将系统应用于某隧道进行数据精度验证,实验表明轨交隧道病害检测系统能够在实际隧道中检测宽度为0.2 mm的裂缝和错台量0.5 mm的错台,具备轨交隧道病害检测能力。最后,通过将实验采集到的数据应用于隧道裂缝检测、错台检测、变形检测等方面,并对检测出的病害进行定位,证明了轨交隧道病害检测系统的实用性,为轨交隧道病害检测提供了可靠的解决方案。