[发明专利]基于振镜的自动隧道断面仪及施工方法

权利要求书

1.一种基于振镜的自动隧道断面仪，隧道断面仪（1）包括X/Y振镜组件（5）、探测光源（9）、显示光源（10）、驱动电路（8）、光探测及测距模块（7）和信号处理及控制组件（11），其特征是：探测光源（9）和显示光源（10）与信号处理及控制组件（11）电连接；

信号处理及控制组件（11）与驱动电路（8）电连接，驱动电路（8）与X/Y振镜组件（5）电连接，用于驱动X/Y振镜组件（5）反射光源至预设位置；

探测光源（9）和显示光源（10）采用激光光源；

光探测及测距模块（7）与信号处理及控制组件（11）电连接，用于将接收的光源点云信息发送至信号处理及控制组件（11）；

在光探测及测距模块（7）内不设探测光源（9）；

还设有光合束器（6），探测光源（9）指向光合束器（6）的第一输入口（64），显示光源（10）指向光合束器（6）的第二输入口，光合束器（6）的输出口（66）指向X/Y振镜组件（5），输出口（66）输出的探测光源（9）和显示光源（10）的光线处于同轴位置，以使探测光源（9）和显示光源（10）均从光合束器（6）向X/Y振镜组件（5）提供光源。

2.根据权利要求1所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪，其特征是：所述的光合束器（6）的结构为，五棱晶体（61）与三棱晶体（62）连接，在五棱晶体（61）与三棱晶体（62）连接的面形成界面（63）。

3.根据权利要求1所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪，其特征是：所述的隧道断面仪（1）位于对齐中点（3）或偏离隧道中点（3）的位置。

4.一种采用权利要求1~3中任一项所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪的施工方法，其特征是包括以下步骤：

S1、选定隧道断面仪（1）的工作位置，信号处理及控制组件（11）控制探测光源（9）依次经过光合束器（6）和X/Y振镜组件（5）向隧道断面（2）投射，信号处理及控制组件（11）控制驱动电路（8）对X/Y振镜组件（5）进行扫描动作，光探测及测距模块（7）采集光源光点信号输送至信号处理及控制组件（11），获得隧道断面（2）处的隧道轮廓（4）信息；

S2、信号处理及控制组件（11）将隧道轮廓信息与辅助标注图形（12）匹配，获得需要在隧道断面（2）处投影的坐标信息；

信号处理及控制组件（11）将获得的光源光点信号转换成三维矩阵数据，对隧道断面（2）凸凹不平的位置进行数据的数值计算，通过计算得到隧道断面（2）的平面化数据，并将数据储存，将辅助标注图形（12）的数据与平面化的隧道断面数据叠加得到待投影的坐标信息，对凹凸断面影响投影精度的投影点，取出修正数据对其投影的坐标信息进行修正运算，最后将修正后的三维矩阵数据，投影至隧道断面（2）；

S3、信号处理及控制组件（11）控制显示光源（10）依次经过光合束器（6）和X/Y振镜组件（5）向隧道断面（2）投射，信号处理及控制组件（11）根据坐标信息，控制驱动电路（8）对X/Y振镜组件（5）进行投影；

通过以上步骤，在隧道断面（2）精确投影所需标注信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪的施工方法，其特征是：所述的隧道断面仪（1）位于对齐中点（3）或偏离隧道中点（3）的位置。

6.根据权利要求4所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪的施工方法，其特征是：步骤S1中，从隧道断面仪（1）投射最佳显示区域，放置时以最佳显示区域完全覆盖待标注隧道断面（2）；

所述的最佳显示区域，是指能够修正畸变的区域。

7.根据权利要求4所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪的施工方法，其特征是：隧道断面仪（1）布置在三脚架或运载工具上。

8.根据权利要求4所述的一种基于振镜的自动隧道断面仪的施工方法，其特征是：信号处理及控制组件（11）与输入装置连接，以对标注信息的局部位置进行人工微调、校正或确认。