[发明专利]一种用于高速列车上的隧道病害监测系统和方法

权利要求书

1.一种用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，包括:

车载激光扫描装置，用于获取当前隧道三维图形数据；

定位器，用于获取当前隧道位置信息；

云端服务器，用于将所述当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息发送至隧道病害监控平台；

隧道病害监控平台，用于将所述当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息，与BIM模型数据库预先存储的原始隧道三维图形数据和原始隧道位置信息进行数据对比，得到隧道病害信息，同时将所述隧道病害信息通返回至云端服务器；其中，

所述隧道病害监控平台包括：

去噪模块，用于对所述当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息进行去噪处理，得到去噪后的当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息；

处理模块，用于将原始隧道三维图形数据、原始隧道位置信息与去噪后的当前隧道三维图形数据、当前隧道位置信息进行三维BIM模型数据整合，得到隧道三维图形数据轮廓差图，所述轮廓差图为隧道三维图形数据坐标差形成的三维图；

输出模块，用于对所述轮廓差图中的轮廓差部分标注坐标，得到隧道的病害位置；同时根据所述轮廓差图，确定隧道病害类型和病害轮廓面积。

2.根据权利要求1所述的用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，所述车载激光扫描装置：包括：安装于高速列车车头顶端的支撑架、固定于所述支撑架背部并安装于所述高速列车车头顶端的横板、安装于所述横板上的接收装置、以及安装于所述支撑架顶端的激光扫描单元。

3.根据权利要求2所述的用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，所述支撑架呈“n”形结构，所述支撑架包括：安装于高速列车车头顶端的顶板、安装于高速列车车头左侧的左侧板、以及安装于高速列车车头右侧的右侧板。

4.根据权利要求3所述的用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，所述激光扫描单元包括：摄像设备和扫描设备；其中，

所述摄像设备包括：安装于所述顶板中部的第一摄像机、安装于所述左侧板上的第二摄像机、以及安装于所述右侧板上的第三摄像机，所述第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机分别将获取的实时隧道三维图形数据发送至所述云端服务器；

所述扫描设备安装于所述顶板的两侧，所述扫描设备包括：安装于所述顶板上的固定基座、垂直固设于所述固定基座顶端中部的转轴、安装于转轴顶端的旋转盘、安装于旋转盘上的激光扫描仪主机和回转传感器以及激光发射器，所述激光发射器位于激光扫描仪主机的正面。

5.根据权利要求4所述的用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，所述接收装置包括：安装于所述横板上的接收器、以及垂直连接于所述接收器的接收天线，且所述接收器分别与所述激光扫描仪主机和云端服务器连接。

6.根据权利要求4所述的用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，所述固定基座的顶端中部开设一安装微型电机的凹腔，所述微型电机的电机输出轴通过联轴器与所述转轴的底端传动连接。

7.根据权利要求1所述的用于高速列车的隧道病害监测系统，其特征在于，所述云端服务器连接一移动终端，用于使工作人员查看所述隧道病害信息。

8.一种用于高速列车的隧道病害监测方法，其特征在于，包括以下步骤:

获取当前隧道三维图形数据；

获取当前隧道位置信息；

将所述当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息发送至隧道病害监控平台；

将所述当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息，与BIM模型数据库预先存储的原始隧道三维图形数据和原始隧道位置信息进行数据对比，得到隧道病害信息，同时将所述隧道病害信息通返回至云端服务器；其中，

所述得到隧道病害信息包括：

对所述当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息进行去噪处理，得到去噪后的当前隧道三维图形数据和当前隧道位置信息；

将原始隧道三维图形数据、原始隧道位置信息与去噪后的当前隧道三维图形数据、当前隧道位置信息进行三维BIM模型数据整合，得到隧道三维图形数据轮廓差图，所述轮廓差图为隧道三维图形数据坐标差形成的三维图；

对所述轮廓差图中的轮廓差部分标注坐标，得到隧道的病害位置；同时根据所述轮廓差图，确定隧道病害类型和病害轮廓面积。