[发明专利]一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备及方法

权利要求书

1.一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，包括：

导轨(9)，安装于隧道顶部；

升降支架(10)，一端挂载于导轨(9)上并沿导轨(9)移动，另一端可旋转式挂载有设备主体；

所述设备主体上设有控制器，以及均与控制器连接的距离传感器(3)、粉尘浓度传感器(1)、光照传感器(2)、倾角传感器(8)、光源(7)、相机(6)和投影装置(5)，所述升降支架(10)携带设备主体移动至目标位置后，旋转设备主体调整方向，光源(7)对待分析的隧道工作面补光，采集工作面的图像，得到稳定性分析结果，并将所述稳定性分析结果通过投影装置(5)投影至隧道工作面上。

2.根据权利要求1所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述设备还包括分析控制装置，所述评估设备配置为执行以下步骤：

接收工作面完整图像和粉尘浓度信息；

利用粉尘浓度信息，基于DCP算法对工作面完整图像进行去雾处理；

基于Mask R-CNN对所述隧道工作面图像中的迹线，渗漏水进行实例分割，并统计迹线与渗漏水位置，间距，大小，基于聚类方法将所述隧道工作面分割为不同的区域；

基于Mask R-CNN对所述隧道工作面图像的岩石类型，粗糙度进行识别，并基于SVM依据所述迹线，渗漏水和岩性，粗糙度统计信息对所述隧道工作面整体及所述各个分割区域进行分级；

基于RNN依据之前隧道工作面分级结果对所述隧道工作面区域分级结果进行修正；

根据各分割区域的风险等级，以不同颜色填充表示不同的风险等级填充实时各分割区域，生成隧道工作面风险图，并由所述投影装置(5)投影至隧道工作面上。

3.根据权利要求1所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述分析控制装置集成于设备主体中。

4.根据权利要求2所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述设备还包括遥控装置，该遥控装置通过无线方式与分析控制装置和控制器连接。

5.根据权利要求4所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述遥控装置为平板电脑。

6.根据权利要求1所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述光源(7)为条形光源。

7.根据权利要求1所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述升降支架(10)上设有旋转设备，该旋转设备包括步进电机和旋转盘，所述步进电机的输出端通过旋转盘连接至设备主体。

8.根据权利要求1所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述投影装置(5)、相机(6)、光源(7)和光照传感器(2)均设于设备主体的同一侧面。

9.一种如权利要求1-8中任一所述的评估设备的方法，其特征在于，包括：

步骤S1：在施工隧道内顶部搭设导轨(9)；

步骤S2：使所述设备主体前行到所述隧道工作面前方设定距离处；

步骤S3：根据粉尘浓度传感器(1)和光照传感器(2)采集的数据控制光源(7)进行补光；

步骤S4：控制设备主体旋转，由相机(6)拍摄隧道的图像，并得到隧道工作面完整图像；

步骤S5：由分析控制装置得到隧道工作面风险图，并由所述投影装置(5)投影至隧道工作面上。

10.根据权利要求9所述的一种隧道工作面稳定性实时精细评估设备，其特征在于，所述设定距离为3-5米。