隧道三维激光扫描系统方案.ppt
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1、德国SPACETEC公司 德国SPACETEC公司TS3隧道三维激光红外车载扫描系统德国SPACETEC公司 全国已建成的公路、铁路及地铁隧道统计 截止2013年底,全国运营的铁路隧道共计5197座,2954.33公里,公路隧道共计11359座,9605.6公里,地铁已建成2518.6公里,在建2975.58公里。德国SPACETEC公司 隧道定期检测目的 找出隧道衬砌表面的全部病害;准确判断病害是否发展;为业主养护提供科学依据和合理建议。德国SPACETEC公司 养护业主的期望 合理的价格;全面而准确的查;科学而合理的建议德国SPACETEC公司 目前绝大多数隧道定期检测采用传统的人工+高空
2、作业台车方式;很多定检均是由私人挂靠在做检测,基本都是流于形式,甚至根本就没有做检测,导致业主极为不满,使得检测价格就像以前的监理业务一样越做越低,所以,传统的检测方式最终会被全部淘汰。定期检查现状:德国SPACETEC公司 传统检测方式的缺陷:速度慢、时间长、效率差;需要长时间封闭交通;环境恶劣、空气差;能见度低;安全风险高;随意性大;流于形式;不能准确表达和记录裂缝的形态和性质;不能电子化存储;不能准确判断裂缝是否发展。德国SPACETEC公司 两种新技术 激光+红外技术:代表产品:德国TS3、瑞士GRP5000 照片拼接技术:日本MIMM、韩国、中国武大卓越公司TFS德国SPACETEC
3、公司 国内应用情况 2012年后云南部分隧道采用瑞士安伯格公司的GRP5000设备检测;2014年后国内又引进了德国spacetec公司的TS3型隧道三维激光红外车载检测系统,该系统在重庆、广东、青海及陕西进行了应用。目前云南交科院、四川省设计院、广东华路等单位均已确定购买这类新设备。德国SPACETEC公司 两大技术的对比德国SPACETEC公司 http:/武大卓越公司产品武大卓越公司产品德国SPACETEC公司 各种设备性能参数比较表各种设备性能参数比较表德国德国TS-3TS-3欧洲同类欧洲同类国内国内亚洲亚洲检测功能检测功能变形、开裂、渗漏水、变形、开裂、渗漏水、露筋、掉块露筋、掉块变
4、形、开裂、露筋变形、开裂、露筋变形、开裂、渗漏水、露筋变形、开裂、渗漏水、露筋、通风、照度、通风、照度变形、开裂、露筋变形、开裂、露筋检测方式检测方式激光激光+红外线红外线激光激光高清相机高清相机+激光激光+红外红外高清相机高清相机检测范围检测范围全幅全幅(360(360)全幅全幅半幅半幅(除路面和边墙底部除路面和边墙底部)半幅半幅(除路面和边墙底部除路面和边墙底部)分辨精度分辨精度0.2mm(30000000.2mm(3000000点点/s)/s)0.3mm(10000000.3mm(1000000点点/s)/s)0.2mm(20736000.2mm(2073600像素像素)0.2mm0.2
5、mm数据处理方式数据处理方式带三维坐标的图片带三维坐标的图片+红外温度图像红外温度图像带三维坐标的图片带三维坐标的图片照片拼接照片拼接照片拼接照片拼接是否能测量断面是否能测量断面尺寸数据尺寸数据可以测量任意断面尺寸可以测量任意断面尺寸可以可以不可以不可以不可以(因为没有激光测不可以(因为没有激光测距功能)距功能)检测速度检测速度5km/h5km/h23km/h23km/h1080km/h1080km/h1080km/h1080km/h(中途遇到慢(中途遇到慢车或停顿怎么办?因为两车或停顿怎么办?因为两侧的速度要基本一致)侧的速度要基本一致)交通管制交通管制需要需要(一遍一遍)需要需要(一遍一遍
6、)不需要不需要(两遍或三遍两遍或三遍)不需要不需要(两遍或三遍两遍或三遍)适用范围适用范围公路、铁路、城市地铁公路、铁路、城市地铁及轻轨及轻轨公路、铁路、城市地铁公路、铁路、城市地铁及轻轨及轻轨公路公路公路公路对比功能对比功能可进行病害发展对比可进行病害发展对比不能进行病害发展对比不能进行病害发展对比不能进行病害发展对比不能进行病害发展对比可进行病害发展对比可进行病害发展对比优势优势TS3TS3的优势:图片更清的优势:图片更清晰,可对病害的发展进晰,可对病害的发展进行对比行对比TS3TS3的优势:的优势:360360扫描、图扫描、图片更清晰、可对病害的发展片更清晰、可对病害的发展进行对比、安装
7、更灵活,适进行对比、安装更灵活,适用范围更广。用范围更广。TS3TS3的弱点:速度相对较慢的弱点:速度相对较慢TS3TS3的优势:的优势:360360扫描、扫描、图片更清晰、安装更灵活图片更清晰、安装更灵活,适用范围更广;找渗漏,适用范围更广;找渗漏水更精确可靠。水更精确可靠。TS3TS3的弱点:速度相对较的弱点:速度相对较慢慢德国SPACETEC公司 德国SPACETEC公司 系统原理系统原理 系统硬件及软件介绍系统硬件及软件介绍 检测成果及应用范围检测成果及应用范围 系统技术优势系统技术优势 实际工程应用案例实际工程应用案例 典型病害结果图片典型病害结果图片德国SPACETEC公司 德国S
8、PACETEC公司 隧道三维激光扫描系统是由德国隧道三维激光扫描系统是由德国SPACETECSPACETEC公司生产的、公司生产的、世界最先进技术的隧道检测系统,是一种全新的隧道检测世界最先进技术的隧道检测系统,是一种全新的隧道检测方法,运用方法,运用非接触测量技术非接触测量技术对隧道外观质量如衬砌裂缝、对隧道外观质量如衬砌裂缝、露筋、渗漏水等进行检测,其使用的测量介质为激光和红露筋、渗漏水等进行检测,其使用的测量介质为激光和红外线。外线。德国SPACETEC公司 隧道衬砌表观图像隧道衬砌表观图像任意部位横断面图任意部位横断面图红外温度图像红外温度图像德国SPACETEC公司 德国SPACET
9、EC公司 该检测系统硬件主要由四部分构成:该检测系统硬件主要由四部分构成:u 带电镜驱动和控制器的带电镜驱动和控制器的360360度扫描头度扫描头u 两套同步数据采集和存储系统两套同步数据采集和存储系统u 配套改装运载车辆配套改装运载车辆u 辅助测量设备辅助测量设备德国SPACETEC公司 主要性能:主要性能:l 高达高达300Hz300Hz的旋转速度:的旋转速度:镜镜头旋转速度是影响测量速度的头旋转速度是影响测量速度的一个关键性能指标。一个关键性能指标。l 360360度视角记录:度视角记录:一次记录一次记录扫描能用扫描能用360360度度的视角对衬砌的视角对衬砌及路面表面进行全面记录。及路
10、面表面进行全面记录。l 360360度上的度上的1000010000像素分辨率:像素分辨率:三个记录频道的像素密度是一三个记录频道的像素密度是一样的,这样记录的结果有利于样的,这样记录的结果有利于裂缝的识别。裂缝的识别。u带电镜驱动和控制器的带电镜驱动和控制器的360度扫描头度扫描头德国SPACETEC公司 主要性能:主要性能:l 两套记录和存储系统:两套记录和存储系统:同时记同时记录和存储数据,一台用于测量,录和存储数据,一台用于测量,另一台可用于检查和临时数据处另一台可用于检查和临时数据处理,便于分析数据的正确性,加理,便于分析数据的正确性,加快工作进度。快工作进度。l 三个同步记录频道:
11、三个同步记录频道:在一次记在一次记录扫描下,录扫描下,TS3TS3能生成一张隧道表能生成一张隧道表面像片、热影成像图片和断面尺面像片、热影成像图片和断面尺寸数据图片,允许进行计算机组寸数据图片,允许进行计算机组合,生成多种不同的分析结果。合,生成多种不同的分析结果。u两套同步数据采集和存储系统两套同步数据采集和存储系统德国SPACETEC公司 l最大的灵活性最大的灵活性 TS3 TS3隧道扫描仪能安装在任何只要有隧道扫描仪能安装在任何只要有足够安放扫描仪和操作平台的空间,且足够安放扫描仪和操作平台的空间,且能提供相应载重能力的运输机车上。这能提供相应载重能力的运输机车上。这可以是像小型货车和小
12、客车等公路交通可以是像小型货车和小客车等公路交通工具,也可以是任何能描述的轨道车辆。工具,也可以是任何能描述的轨道车辆。这使得扫描系统可适用于任何应用,不这使得扫描系统可适用于任何应用,不管是公路、铁路还是城市轻轨地铁隧道,管是公路、铁路还是城市轻轨地铁隧道,也可适用于能源隧道和水工隧道。也可适用于能源隧道和水工隧道。u配套改装运载车辆配套改装运载车辆德国SPACETEC公司 l激光测量校准设备激光测量校准设备 经过一定的使用时间后,应对激光经过一定的使用时间后,应对激光测量图像的颜色进行校正,以确保测量测量图像的颜色进行校正,以确保测量图像的真实性,防止失真现象。图像的真实性,防止失真现象。
13、l静态测量设备静态测量设备 检测前须对激光头高度、检测前须对激光头高度、系系统倾斜角度等进行测量,测量统倾斜角度等进行测量,测量数据用于对隧道检测数据的几数据用于对隧道检测数据的几何校正分析。何校正分析。u 辅助测量设备辅助测量设备德国SPACETEC公司 u工作参数如下:工作参数如下:扫描头工作频率:扫描头工作频率:旋转速度可达旋转速度可达250300Hz(即扫即扫描头每秒可旋转描头每秒可旋转250300转转)螺旋线纵向间距:螺旋线纵向间距:相邻两条扫描测线纵向间距为相邻两条扫描测线纵向间距为25mm扫描精度:扫描精度:每条扫描线每条扫描线(360范围范围)10000激光测激光测点,点,25
14、000003000000点点/秒秒德国SPACETEC公司 隧道检测数据处理主要流程如下:隧道检测数据处理主要流程如下:数据分解数据分解 数据过滤数据过滤 几何校正几何校正 温度校正温度校正 病害标记病害标记 图像查看图像查看 动画演示动画演示 报告打印与出版报告打印与出版从原始数据分解为三通从原始数据分解为三通道道(表面图像、温度、表面图像、温度、几何尺寸几何尺寸)数据数据去除奇异点去除奇异点(如漫反射如漫反射)纠正车辆行驶过程中发纠正车辆行驶过程中发生的偏移、倾角变化等生的偏移、倾角变化等导致的几何误差导致的几何误差利用温度记录板测量的利用温度记录板测量的数据修正记录的温度数数据修正记录的
15、温度数据,利于判断渗漏水等据,利于判断渗漏水等从处理的图像中根据规从处理的图像中根据规则标记衬砌开裂、露筋、则标记衬砌开裂、露筋、渗漏水等病害渗漏水等病害利用处理图像查看隧道利用处理图像查看隧道细节,如裂缝、露筋、细节,如裂缝、露筋、衬砌表观细节等衬砌表观细节等以检测员自身在隧道内以检测员自身在隧道内行走检测的视角看隧道行走检测的视角看隧道表观状态表观状态德国SPACETEC公司 重点介绍三个功能软件:重点介绍三个功能软件:u病害标识软件病害标识软件tunnel-inspectortunnel-inspectoru数据分析工具数据分析工具TuviewTuviewu动画演示软件动画演示软件Tud
16、riveTudrive德国SPACETEC公司 l病害标识病害标识 根据数据处理根据数据处理后得到的实际图谱,后得到的实际图谱,与预设的病害标准与预设的病害标准图对比分析,分别图对比分析,分别对应标识相应病害对应标识相应病害现象如不同宽度的现象如不同宽度的衬砌裂缝、不同状衬砌裂缝、不同状态的渗漏水、露筋、态的渗漏水、露筋、衬砌掉块等。衬砌掉块等。u病害标识软件病害标识软件tunnel-inspector德国SPACETEC公司 l数据统计功能:数据统计功能:能以能以合理和可选择性的方式合理和可选择性的方式列表或统计分析各型病列表或统计分析各型病害的分布及总量情况,害的分布及总量情况,便于开展分
17、段评估和数便于开展分段评估和数据整理工作。据整理工作。l对比分析功能:对比分析功能:能将能将检测工作前后两次的数检测工作前后两次的数据重叠,从而分析各部据重叠,从而分析各部位病害的发展和变化情位病害的发展和变化情况,对判断病害的发展况,对判断病害的发展趋势具有重要作用。趋势具有重要作用。德国SPACETEC公司 数据分析工具软件数据分析工具软件较为简单、直观,较为简单、直观,使用测量数据,把隧道使用测量数据,把隧道分析搬进室内,用不同功能键实现诸如搜索一个特定的点、缩分析搬进室内,用不同功能键实现诸如搜索一个特定的点、缩放轮廓显示与定位范围、改变亮度及对特定现场进行分析。放轮廓显示与定位范围、
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