【摘要】：隨著我國鐵路運營里程和鐵路隧道長度的逐年遞增,急需高效、動態(tài)的自動化巡檢技術對于隧道襯砌狀態(tài)進行檢測。隨著激光技術和電子技術的發(fā)展,激光測量已經從靜態(tài)的點測量發(fā)展到動態(tài)測量和3D立體測量領域。本文針對隧道襯砌表面發(fā)生裂縫等缺陷的檢測需求,基于激光三角法測量原理,對隧道襯砌表面狀態(tài)的車載式動態(tài)檢測技術進行研究。本文首先分析了隧道襯砌表面狀態(tài)檢測需求,并簡述了國內外相關檢測技術研究現(xiàn)狀,提出了研究工作的技術路線和關鍵指標。然后闡述了激光三角法的測量原理,并基于該方法提出了總體設計方案。依據(jù)設計方案,對隧道襯砌表面激光3D成像的若干關鍵技術進行了研究,重點論述了光學器件選型、動態(tài)測量控制技術、圖像畸變及標定方法、3D圖像中的隧道襯砌表面裂縫識別方法等工作。課題完成了隧道襯砌表面檢測系統(tǒng)樣機的開發(fā),并在試驗線上開展了多次現(xiàn)場試驗和驗證工作。研究結果表明,本文提出的基于激光三角法的隧道襯砌表面狀態(tài)檢測技術可有效檢測襯砌表面裂縫。所設計的成像系統(tǒng)的單傳感器覆蓋面積更廣,抗干擾能力更強,具有更高的集成度。
[Abstract]:With the increasing of railway mileage and length of railway tunnel in China, it is urgent to detect the lining state of tunnel with high efficiency and dynamic automatic inspection technology. With the development of laser technology and electronic technology, laser measurement has developed from static point measurement to dynamic measurement and 3D stereo measurement. In this paper, based on the principle of laser trigonometric measurement, the vehicle-borne dynamic detection technology of tunnel lining surface state is studied according to the requirement of detecting cracks on tunnel lining surface and so on. In this paper, the requirement of tunnel lining surface condition detection is analyzed firstly, and the research status of relevant inspection technology at home and abroad is briefly introduced, and the technical route and key indexes of the research work are put forward. Then, the measuring principle of laser triangulation method is described, and the overall design scheme based on the method is put forward. According to the design scheme, some key techniques of laser 3D imaging of tunnel lining surface are studied. The selection of optical devices, dynamic measurement and control technology, image distortion and calibration method are emphatically discussed. 3-D image of tunnel lining surface crack identification methods and so on. The project completed the development of the prototype of tunnel lining surface detection system, and carried out a number of field tests and verification work on the test line. The results show that the laser triangulation method can effectively detect the surface cracks of tunnel lining. The single sensor cover area of the imaging system is wider, the anti-jamming ability is stronger, and the integration degree is higher.
【學位授予單位】：中國鐵道科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U455.91

【參考文獻】

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8 侯建斌;夏永旭;;公路隧道的養(yǎng)護及病害防治[J];公路交通科技;2006年03期

9 王曉嘉 ,高雋 ,王磊;激光三角法綜述[J];儀器儀表學報;2004年S2期

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本文編號：2471515