隧道三維激光掃描系統(tǒng)方案

德國SPACETEC公司TS3隧道三維激光紅外車載掃描系統(tǒng)德國SPACETEC公司TS3隧道三維激光紅外車載掃描系統(tǒng)全國已建成的公路、鐵路及地鐵隧道統(tǒng)計截止2013年底，全國運營的鐵路隧道共計5197座，2954.33公里，公路隧道共計11359座，9605.6公里，地鐵已建成2518.6公里，在建2975.58公里。全國已建成的公路、鐵路及地鐵隧道統(tǒng)計截止2013年底，全國運隧道定期檢測目的找出隧道襯砌表面的全部病害；準確判斷病害是否發(fā)展；為業(yè)主養(yǎng)護提供科學依據(jù)和合理建議。隧道定期檢測目的找出隧道襯砌表面的全部病害；養(yǎng)護業(yè)主的期望合理的價格；全面而準確的查；科學而合理的建議養(yǎng)護業(yè)主的期望合理的價格；目前絕大多數(shù)隧道定期檢測采用傳統(tǒng)的人工+高空作業(yè)臺車方式；很多定檢均是由私人掛靠在做檢測，基本都是流于形式，甚至根本就沒有做檢測，導致業(yè)主極為不滿，使得檢測價格就像以前的監(jiān)理業(yè)務一樣越做越低，所以，傳統(tǒng)的檢測方式最終會被全部淘汰。定期檢查現(xiàn)狀：目前絕大多數(shù)隧道定期檢測采用傳統(tǒng)的人工+高空作業(yè)臺傳統(tǒng)檢測方式的缺陷：速度慢、時間長、效率差；需要長時間封閉交通；環(huán)境惡劣、空氣差；能見度低；安全風險高；隨意性大；流于形式；不能準確表達和記錄裂縫的形態(tài)和性質(zhì)；不能電子化存儲；不能準確判斷裂縫是否發(fā)展。傳統(tǒng)檢測方式的缺陷：速度慢、時間長、效率差；兩種新技術(shù)激光+紅外技術(shù)：代表產(chǎn)品：德國TS3、瑞士GRP5000照片拼接技術(shù)：日本MIMM、韓國、中國武大卓越公司TFS兩種新技術(shù)激光+紅外技術(shù)：國內(nèi)應用情況2012年后云南部分隧道采用瑞士安伯格公司的GRP5000設備檢測；2014年后國內(nèi)又引進了德國spacetec公司的TS3型隧道三維激光紅外車載檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在重慶、廣東、青海及陜西進行了應用。目前云南交科院、四川省設計院、廣東華路等單位均已確定購買這類新設備。國內(nèi)應用情況2012年后云南部分隧道采用瑞士安伯格公司的GR兩大技術(shù)的對比兩大技術(shù)的對比武大卓越公司產(chǎn)品武大卓越公司產(chǎn)各種設備性能參數(shù)比較表德國TS-3歐洲同類國內(nèi)亞洲檢測功能變形、開裂、滲漏水、露筋、掉塊變形、開裂、露筋變形、開裂、滲漏水、露筋、通風、照度變形、開裂、露筋檢測方式激光+紅外線激光高清相機+激光+紅外高清相機檢測范圍全幅(360°)全幅半幅(除路面和邊墻底部)半幅(除路面和邊墻底部)分辨精度0.2mm(3000000點/s)0.3mm(1000000點/s)0.2mm(2073600像素)0.2mm數(shù)據(jù)處理方式帶三維坐標的圖片+紅外溫度圖像帶三維坐標的圖片照片拼接照片拼接是否能測量斷面尺寸數(shù)據(jù)可以測量任意斷面尺寸可以不可以不可以（因為沒有激光測距功能）檢測速度5km/h2~3km/h10~80km/h10~80km/h（中途遇到慢車或停頓怎么辦？因為兩側(cè)的速度要基本一致）交通管制需要(一遍)需要(一遍)不需要(兩遍或三遍)不需要(兩遍或三遍)適用范圍公路、鐵路、城市地鐵及輕軌公路、鐵路、城市地鐵及輕軌公路公路對比功能可進行病害發(fā)展對比不能進行病害發(fā)展對比不能進行病害發(fā)展對比可進行病害發(fā)展對比優(yōu)勢TS3的優(yōu)勢：圖片更清晰，可對病害的發(fā)展進行對比TS3的優(yōu)勢：360°掃描、圖片更清晰、可對病害的發(fā)展進行對比、安裝更靈活，適用范圍更廣。TS3的弱點：速度相對較慢TS3的優(yōu)勢：360°掃描、圖片更清晰、安裝更靈活，適用范圍更廣；找滲漏水更精確可靠。TS3的弱點：速度相對較慢各種設備性能參數(shù)比較表德國TS-3歐洲同類國內(nèi)亞洲檢測功能變

TS3隧道三維激光紅外車載掃描系統(tǒng)德國SPACETEC公司激光紅外技術(shù)

http://www.spacetec.de德國SPACETEC公司激光紅外技術(shù)■系統(tǒng)原理■系統(tǒng)硬件及軟件介紹■

檢測成果及應用范圍■系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢■實際工程應用案例■典型病害結(jié)果圖片■系統(tǒng)原理■

系統(tǒng)原理■系統(tǒng)原理隧道三維激光掃描系統(tǒng)是由德國SPACETEC公司生產(chǎn)的、世界最先進技術(shù)的隧道檢測系統(tǒng)，是一種全新的隧道檢測方法，運用非接觸測量技術(shù)對隧道外觀質(zhì)量如襯砌裂縫、露筋、滲漏水等進行檢測，其使用的測量介質(zhì)為激光和紅外線。隧道三維激光掃描系統(tǒng)是由德國SPACETEC公司生產(chǎn)的、隧道襯砌表觀圖像任意部位橫斷面圖紅外溫度圖像隧道襯砌表觀圖像任意部位橫斷面圖紅外溫度圖像■

系統(tǒng)硬件及軟件介紹■系統(tǒng)硬件及軟件介紹該檢測系統(tǒng)硬件主要由四部分構(gòu)成：

帶電鏡驅(qū)動和控制器的360度掃描頭

兩套同步數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)

配套改裝運載車輛

輔助測量設備該檢測系統(tǒng)硬件主要由四部分構(gòu)成：主要性能：高達300Hz的旋轉(zhuǎn)速度：鏡頭旋轉(zhuǎn)速度是影響測量速度的一個關(guān)鍵性能指標。360度視角記錄：一次記錄掃描能用360度的視角對襯砌及路面表面進行全面記錄。360度上的10000像素分辨率：三個記錄頻道的像素密度是一樣的，這樣記錄的結(jié)果有利于裂縫的識別。帶電鏡驅(qū)動和控制器的360度掃描頭主要性能：帶電鏡驅(qū)動和控制器的360度掃描頭主要性能：兩套記錄和存儲系統(tǒng)：同時記錄和存儲數(shù)據(jù)，一臺用于測量，另一臺可用于檢查和臨時數(shù)據(jù)處理，便于分析數(shù)據(jù)的正確性，加快工作進度。三個同步記錄頻道：在一次記錄掃描下，TS3能生成一張隧道表面像片、熱影成像圖片和斷面尺寸數(shù)據(jù)圖片，允許進行計算機組合，生成多種不同的分析結(jié)果。兩套同步數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)主要性能：兩套同步數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)最大的靈活性TS3隧道掃描儀能安裝在任何只要有足夠安放掃描儀和操作平臺的空間，且能提供相應載重能力的運輸機車上。這可以是像小型貨車和小客車等公路交通工具，也可以是任何能描述的軌道車輛。這使得掃描系統(tǒng)可適用于任何應用，不管是公路、鐵路還是城市輕軌地鐵隧道，也可適用于能源隧道和水工隧道。配套改裝運載車輛最大的靈活性配套改裝運載車輛激光測量校準設備

經(jīng)過一定的使用時間后，應對激光測量圖像的顏色進行校正，以確保測量圖像的真實性，防止失真現(xiàn)象。靜態(tài)測量設備

檢測前須對激光頭高度、系統(tǒng)傾斜角度等進行測量，測量數(shù)據(jù)用于對隧道檢測數(shù)據(jù)的幾何校正分析。

輔助測量設備激光測量校準設備靜態(tài)測量設備輔助測量設備工作參數(shù)如下：

掃描頭工作頻率：旋轉(zhuǎn)速度可達250~300Hz(即掃描頭每秒可旋轉(zhuǎn)250~300轉(zhuǎn))

螺旋線縱向間距：相鄰兩條掃描測線縱向間距為2~5mm

掃描精度：每條掃描線(360°范圍)10000激光測點，2500000~3000000點/秒工作參數(shù)如下：隧道檢測數(shù)據(jù)處理主要流程如下：數(shù)據(jù)分解數(shù)據(jù)過濾幾何校正溫度校正病害標記圖像查看動畫演示報告打印與出版從原始數(shù)據(jù)分解為三通道(表面圖像、溫度、幾何尺寸)數(shù)據(jù)去除奇異點(如漫反射)糾正車輛行駛過程中發(fā)生的偏移、傾角變化等導致的幾何誤差利用溫度記錄板測量的數(shù)據(jù)修正記錄的溫度數(shù)據(jù)，利于判斷滲漏水等從處理的圖像中根據(jù)規(guī)則標記襯砌開裂、露筋、滲漏水等病害利用處理圖像查看隧道細節(jié)，如裂縫、露筋、襯砌表觀細節(jié)等以檢測員自身在隧道內(nèi)行走檢測的視角看隧道表觀狀態(tài)隧道檢測數(shù)據(jù)處理主要流程如下：從原始數(shù)據(jù)分解為三通道(表重點介紹三個功能軟件：病害標識軟件tunnel-inspector數(shù)據(jù)分析工具Tuview動畫演示軟件Tudrive重點介紹三個功能軟件：病害標識

根據(jù)數(shù)據(jù)處理后得到的實際圖譜，與預設的病害標準圖對比分析，分別對應標識相應病害現(xiàn)象如不同寬度的襯砌裂縫、不同狀態(tài)的滲漏水、露筋、襯砌掉塊等。病害標識軟件tunnel-inspector病害標識病害標識軟件tunnel-inspector數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：能以合理和可選擇性的方式列表或統(tǒng)計分析各型病害的分布及總量情況，便于開展分段評估和數(shù)據(jù)整理工作。對比分析功能：能將檢測工作前后兩次的數(shù)據(jù)重疊，從而分析各部位病害的發(fā)展和變化情況，對判斷病害的發(fā)展趨勢具有重要作用。數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：能以合理和可選擇性的方式列表或統(tǒng)計分析各型病害數(shù)據(jù)分析工具軟件較為簡單、直觀，使用測量數(shù)據(jù)，把隧道分析搬進室內(nèi)，用不同功能鍵實現(xiàn)諸如搜索一個特定的點、縮放輪廓顯示與定位范圍、改變亮度及對特定現(xiàn)場進行分析。隧道斷面完全360°范圍顯示三通道（圖像，溫度及幾何）同步顯示數(shù)據(jù)分析軟件Tuview數(shù)據(jù)分析工具軟件較為簡單、直觀，使用測量數(shù)據(jù)，把隧道分析搬細部觀察：可以選擇某一細部，然后進行全分辨率觀察。有不同的選項可供選擇來以最佳效果顯示細部圖像，例如可以通過改變視角以取得最佳觀察效果。測量：可以測量三維圖像中任意兩個有效點或者兩個分開的橫截面間的距離。細部觀察：可以選擇某一細部，然后進行全分辨率觀察。有不同的選凈空繪圖：可通過實物或限界對隧道的凈空進行核對，并可生成相應結(jié)果的圖像。地理坐標：如果有隧道的地理位置數(shù)據(jù)并且可參照國家坐標進行變換，就可以將隧道實際地理環(huán)境模擬顯示。

凈空繪圖：可通過實物或限界對隧道的凈空進行核對，并可生成相應高分辨率細節(jié)顯示（圖像放大）對比度和亮度的顯示變化細節(jié)的三維展示及三維放縮選擇剖面為CAD程序輸出DXF文件選擇剖面輸出整齊對應的數(shù)值，如x/y值帶有可自由選擇顏色和臨界距離的凈空圖軌跡位置的變化模擬體積計算（例如，開裂體積，填充體積）生成圖像冊的打印功能（連續(xù)打印功能）高分辨率細節(jié)顯示（圖像放大）對比度和亮度的顯示變化TuDrive軟件不僅可使使用者對隧道進行三維動態(tài)可視化建模，使隧道檢測數(shù)據(jù)圖形化后盡收眼底，而且還提供了許多其它的有用的功能。導航：TuDrive允許使用者自由移動，例如可以可變速度向前或向后移動，或者移動到某一確定點；可以分開或同時并列顯示可視化圖像或熱感應圖像；可以預先設定圖像的移動然后再播放；還可以實時顯示變化曲線。動畫演示軟件TudriveTuDrive軟件不僅可使使用者對隧道進行三維動態(tài)可視化建模■

現(xiàn)場檢測及檢測成果■現(xiàn)場檢測及檢測成果交通組織交通組織較為靈活，當具備完全封閉的條件時，最好封閉交通進行檢測。但一般情況下，特別是交通量大的高速公路，可選擇晚上交通量相對較小的時間段，采用分段臨時交通管制的辦法，減少對公路營運的影響。對個別無法中斷交通的隧道，也可僅封閉一個行車道進行檢測。

交通組織交通組織較為靈活，當具備完全封閉的條車輛行駛位置現(xiàn)場檢測時，可根據(jù)實際情況確定，采用方向指示輔助系統(tǒng)均可確保車輛沿隧道軸線方向行駛。具備隧道封閉條件時，可選擇沿隧道中線行駛，使得隧道左右側(cè)部位檢測分辨率一致。建議方式。車輛行駛位置現(xiàn)場檢測時，可根據(jù)實際情況確定，不具備隧道封閉條件時可選擇封閉單車道，沿隧道一側(cè)車道行駛，另一側(cè)用于通車。因檢測車輛與行駛車輛速度差很大，因此行駛車輛在處理后的隧道圖像中長度通常不超過1m。不具備隧道封閉條件時可選擇封閉單車道，沿隧道一側(cè)車道現(xiàn)場檢測工作開展方式：封閉單車道或用警報車尾行押車均可，檢測速度5km/h現(xiàn)場檢測工作開展方式：封閉單車道或用警報車尾行押車均可，檢測檢測成果：襯砌表觀圖像數(shù)據(jù)紅外溫度數(shù)據(jù)襯砌內(nèi)凈空尺寸數(shù)據(jù)成果展現(xiàn)方式:照片式外觀病害展布圖紅外溫度數(shù)據(jù)圖片任意橫斷面截圖局部細節(jié)展示動畫演示隧道檢測過程檢測成果：照片式襯砌外觀病害展布圖照片式襯砌外觀病害展布圖襯砌表觀圖像紅外溫度圖像襯砌表觀圖像紅外溫度圖像襯砌斷面內(nèi)凈空截圖襯砌斷面內(nèi)凈空截圖局部細節(jié)展示檢測過程及結(jié)果動畫演示局部細節(jié)展示檢測過程及結(jié)果動畫演示該系統(tǒng)目前主要應用于運營隧道的襯砌外觀檢測，適用于隧道交竣工、定期、專項或特殊檢測，根據(jù)目前隧道養(yǎng)護現(xiàn)狀，該系統(tǒng)尤其適用于隧道定期檢測和專項檢測。該系統(tǒng)目前主要應用于運營隧道的襯砌外觀檢測，適用于隧■

系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢■系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢與傳統(tǒng)人工檢測相比，系統(tǒng)有如下優(yōu)點：自動化程度高：該儀器搭載于檢測車輛上，通過發(fā)射激光信號自動檢測隧道外觀病害，只需檢測車輛在隧道內(nèi)通行一次，即可完成整個檢測過程。隧道三維激光掃描儀完成現(xiàn)場檢測后，所有檢測數(shù)據(jù)均可實現(xiàn)實時電子化存儲。檢測精度高，成果客觀真實：能該系統(tǒng)運用外觀圖像、溫度圖像及現(xiàn)場觀察等三種方法對襯砌滲漏水病害進行準確判定，同時對襯砌任何部位0.2mm以上的裂縫均能準確識別，能克服人眼觀察距離有限、存在遺漏的缺點。照片式外觀圖像能形象真實客觀的反映病害形態(tài)、走向、分布等參數(shù)，能克服人工記錄和繪制時的隨意性。與傳統(tǒng)人工檢測相比，系統(tǒng)有如下優(yōu)點：準確判斷病害的發(fā)展：系統(tǒng)數(shù)據(jù)和成果采用電子化方式存儲，可以將歷年的檢測數(shù)據(jù)進行對比，準確判斷病害的發(fā)展情況，為病害是否處治和如何處治提供科學依據(jù)。檢測速度快，對交通影響小：目前常用的目測或配合使用高空作業(yè)車等檢測方法速度慢，需要長時間封閉行車道進行檢測，對交通影響較大。隧道三維激光掃描系統(tǒng)檢測速度快，僅需臨時或間斷封閉隧道，比人工分區(qū)域檢測時間至少節(jié)省50%以上,非常適合于車流量較大的高速公路養(yǎng)護檢測。對隧道滲漏水敏感：該系統(tǒng)使用激光和紅外線同時對隧道襯砌表面進行掃描檢測，除能檢測到隧道襯砌表面明顯的滲漏水外，還可通過溫度感知方式探測隱蔽于隧道襯砌背后的潛水，為全面處治隧道水害提供了可能性。準確判斷病害的發(fā)展：系統(tǒng)數(shù)據(jù)和成果采用電子化方式存儲，可以將功能全面：該檢測系統(tǒng)除能檢測到適用常規(guī)方法探測到的隧道常見病害，如襯砌開裂、滲漏水、掉塊、露筋、蜂窩麻面等病害外，還能通過激光測距檢測隧道斷面尺寸。檢測車一次掃描完畢后，即可得到整個隧道的斷面尺寸，可以用于判斷隧道凈空尺寸與設計斷面尺寸及建筑限界的相關(guān)關(guān)系，進一步確保隧道內(nèi)行車安全。反饋直接：該系統(tǒng)使用激光和紅外線對襯砌表面進行掃描，可以獲取隧道襯砌表面及機電設施的影像資料，經(jīng)處理后可以用圖片的形式還原其真實形態(tài)，相當于將隧道全景照相，可直觀了解隧道整體情況。功能全面：該檢測系統(tǒng)除能檢測到適用常規(guī)方法探測到的隧道常見病測量時典型的行進速度是每小時5公里，測量1公里隧道所需要的時間大約為12分鐘，相比傳統(tǒng)人工測量方法大大節(jié)省工作時間。傳統(tǒng)人工檢測三維激光掃描系統(tǒng)檢測測量時典型的行進速度是每小時5公里，測量1公里隧道所需隧道三維激光掃描系統(tǒng)方案■

實際工程應用案例■實際工程應用案例序號項目名稱隧道數(shù)量(座)隧道長度(km)備注1G65包茂高速公路彭黔、黔酉段隧道2014年度定期檢查3183直接委托2重慶奉恩路隧道2014年度定期檢查610直接委托3重慶草統(tǒng)路隧道2014年度定期檢查24直接委托4重慶渝遂高速公路隧道2014年度定期檢查29直接委托5青海省高速公路隧道2014年度定期檢查1644直接委托6廣東二廣高速公路隧道2014年度定期檢查79直接委托7山西太(原)長(治)高速公路榆社隧道12.9實驗性檢測8合計65161.9序號項目名稱隧道數(shù)量(座)隧道長度(km)備注1G65包茂高■

典型病害結(jié)果圖片■典型病害結(jié)果圖片拱頂部位環(huán)向裂縫(0.5-0.7mm)拱頂部位環(huán)向裂縫(0.5-0.7mm)拱頂部位環(huán)向裂縫(<0.3mm)拱頂部位環(huán)向裂縫(<0.3mm)拱頂部位縱向裂縫(<0.3mm)拱頂部位縱向裂縫(<0.3mm)拱頂部位網(wǎng)狀裂縫(0.3-0.5mm)拱頂部位網(wǎng)狀裂縫(0.3-0.5mm)拱腳部位龜裂紋拱腳部位龜裂紋處理裂縫發(fā)展情況處理裂縫發(fā)展情況兩倍下的裂紋兩倍下的裂紋隧道三維激光掃描系統(tǒng)方案施工縫滲漏水施工縫滲漏水拱部滲漏水拱部滲漏水二襯混凝土露筋二襯混凝土露筋二襯混凝土露筋二襯混凝土露筋分區(qū)域連續(xù)打印隧道整個縱向圖像照片分區(qū)域連續(xù)打印隧道整個縱向圖像照片謝謝敬請指導！謝謝謝謝！放映結(jié)束感謝各位觀看！讓我們共同進步謝謝！放映結(jié)束感謝各位觀看！讓我們共同進步德國SPACETEC公司TS3隧道三維激光紅外車載掃描系統(tǒng)德國SPACETEC公司TS3隧道三維激光紅外車載掃描系統(tǒng)全國已建成的公路、鐵路及地鐵隧道統(tǒng)計截止2013年底，全國運營的鐵路隧道共計5197座，2954.33公里，公路隧道共計11359座，9605.6公里，地鐵已建成2518.6公里，在建2975.58公里。全國已建成的公路、鐵路及地鐵隧道統(tǒng)計截止2013年底，全國運隧道定期檢測目的找出隧道襯砌表面的全部病害；準確判斷病害是否發(fā)展；為業(yè)主養(yǎng)護提供科學依據(jù)和合理建議。隧道定期檢測目的找出隧道襯砌表面的全部病害；養(yǎng)護業(yè)主的期望合理的價格；全面而準確的查；科學而合理的建議養(yǎng)護業(yè)主的期望合理的價格；目前絕大多數(shù)隧道定期檢測采用傳統(tǒng)的人工+高空作業(yè)臺車方式；很多定檢均是由私人掛靠在做檢測，基本都是流于形式，甚至根本就沒有做檢測，導致業(yè)主極為不滿，使得檢測價格就像以前的監(jiān)理業(yè)務一樣越做越低，所以，傳統(tǒng)的檢測方式最終會被全部淘汰。定期檢查現(xiàn)狀：目前絕大多數(shù)隧道定期檢測采用傳統(tǒng)的人工+高空作業(yè)臺傳統(tǒng)檢測方式的缺陷：速度慢、時間長、效率差；需要長時間封閉交通；環(huán)境惡劣、空氣差；能見度低；安全風險高；隨意性大；流于形式；不能準確表達和記錄裂縫的形態(tài)和性質(zhì)；不能電子化存儲；不能準確判斷裂縫是否發(fā)展。傳統(tǒng)檢測方式的缺陷：速度慢、時間長、效率差；兩種新技術(shù)激光+紅外技術(shù)：代表產(chǎn)品：德國TS3、瑞士GRP5000照片拼接技術(shù)：日本MIMM、韓國、中國武大卓越公司TFS兩種新技術(shù)激光+紅外技術(shù)：國內(nèi)應用情況2012年后云南部分隧道采用瑞士安伯格公司的GRP5000設備檢測；2014年后國內(nèi)又引進了德國spacetec公司的TS3型隧道三維激光紅外車載檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在重慶、廣東、青海及陜西進行了應用。目前云南交科院、四川省設計院、廣東華路等單位均已確定購買這類新設備。國內(nèi)應用情況2012年后云南部分隧道采用瑞士安伯格公司的GR兩大技術(shù)的對比兩大技術(shù)的對比武大卓越公司產(chǎn)品武大卓越公司產(chǎn)各種設備性能參數(shù)比較表德國TS-3歐洲同類國內(nèi)亞洲檢測功能變形、開裂、滲漏水、露筋、掉塊變形、開裂、露筋變形、開裂、滲漏水、露筋、通風、照度變形、開裂、露筋檢測方式激光+紅外線激光高清相機+激光+紅外高清相機檢測范圍全幅(360°)全幅半幅(除路面和邊墻底部)半幅(除路面和邊墻底部)分辨精度0.2mm(3000000點/s)0.3mm(1000000點/s)0.2mm(2073600像素)0.2mm數(shù)據(jù)處理方式帶三維坐標的圖片+紅外溫度圖像帶三維坐標的圖片照片拼接照片拼接是否能測量斷面尺寸數(shù)據(jù)可以測量任意斷面尺寸可以不可以不可以（因為沒有激光測距功能）檢測速度5km/h2~3km/h10~80km/h10~80km/h（中途遇到慢車或停頓怎么辦？因為兩側(cè)的速度要基本一致）交通管制需要(一遍)需要(一遍)不需要(兩遍或三遍)不需要(兩遍或三遍)適用范圍公路、鐵路、城市地鐵及輕軌公路、鐵路、城市地鐵及輕軌公路公路對比功能可進行病害發(fā)展對比不能進行病害發(fā)展對比不能進行病害發(fā)展對比可進行病害發(fā)展對比優(yōu)勢TS3的優(yōu)勢：圖片更清晰，可對病害的發(fā)展進行對比TS3的優(yōu)勢：360°掃描、圖片更清晰、可對病害的發(fā)展進行對比、安裝更靈活，適用范圍更廣。TS3的弱點：速度相對較慢TS3的優(yōu)勢：360°掃描、圖片更清晰、安裝更靈活，適用范圍更廣；找滲漏水更精確可靠。TS3的弱點：速度相對較慢各種設備性能參數(shù)比較表德國TS-3歐洲同類國內(nèi)亞洲檢測功能變

TS3隧道三維激光紅外車載掃描系統(tǒng)德國SPACETEC公司激光紅外技術(shù)

http://www.spacetec.de德國SPACETEC公司激光紅外技術(shù)■系統(tǒng)原理■系統(tǒng)硬件及軟件介紹■

檢測成果及應用范圍■系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢■實際工程應用案例■典型病害結(jié)果圖片■系統(tǒng)原理■

系統(tǒng)原理■系統(tǒng)原理隧道三維激光掃描系統(tǒng)是由德國SPACETEC公司生產(chǎn)的、世界最先進技術(shù)的隧道檢測系統(tǒng)，是一種全新的隧道檢測方法，運用非接觸測量技術(shù)對隧道外觀質(zhì)量如襯砌裂縫、露筋、滲漏水等進行檢測，其使用的測量介質(zhì)為激光和紅外線。隧道三維激光掃描系統(tǒng)是由德國SPACETEC公司生產(chǎn)的、隧道襯砌表觀圖像任意部位橫斷面圖紅外溫度圖像隧道襯砌表觀圖像任意部位橫斷面圖紅外溫度圖像■

系統(tǒng)硬件及軟件介紹■系統(tǒng)硬件及軟件介紹該檢測系統(tǒng)硬件主要由四部分構(gòu)成：

帶電鏡驅(qū)動和控制器的360度掃描頭

兩套同步數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)

配套改裝運載車輛

輔助測量設備該檢測系統(tǒng)硬件主要由四部分構(gòu)成：主要性能：高達300Hz的旋轉(zhuǎn)速度：鏡頭旋轉(zhuǎn)速度是影響測量速度的一個關(guān)鍵性能指標。360度視角記錄：一次記錄掃描能用360度的視角對襯砌及路面表面進行全面記錄。360度上的10000像素分辨率：三個記錄頻道的像素密度是一樣的，這樣記錄的結(jié)果有利于裂縫的識別。帶電鏡驅(qū)動和控制器的360度掃描頭主要性能：帶電鏡驅(qū)動和控制器的360度掃描頭主要性能：兩套記錄和存儲系統(tǒng)：同時記錄和存儲數(shù)據(jù)，一臺用于測量，另一臺可用于檢查和臨時數(shù)據(jù)處理，便于分析數(shù)據(jù)的正確性，加快工作進度。三個同步記錄頻道：在一次記錄掃描下，TS3能生成一張隧道表面像片、熱影成像圖片和斷面尺寸數(shù)據(jù)圖片，允許進行計算機組合，生成多種不同的分析結(jié)果。兩套同步數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)主要性能：兩套同步數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)最大的靈活性TS3隧道掃描儀能安裝在任何只要有足夠安放掃描儀和操作平臺的空間，且能提供相應載重能力的運輸機車上。這可以是像小型貨車和小客車等公路交通工具，也可以是任何能描述的軌道車輛。這使得掃描系統(tǒng)可適用于任何應用，不管是公路、鐵路還是城市輕軌地鐵隧道，也可適用于能源隧道和水工隧道。配套改裝運載車輛最大的靈活性配套改裝運載車輛激光測量校準設備

經(jīng)過一定的使用時間后，應對激光測量圖像的顏色進行校正，以確保測量圖像的真實性，防止失真現(xiàn)象。靜態(tài)測量設備

檢測前須對激光頭高度、系統(tǒng)傾斜角度等進行測量，測量數(shù)據(jù)用于對隧道檢測數(shù)據(jù)的幾何校正分析。

輔助測量設備激光測量校準設備靜態(tài)測量設備輔助測量設備工作參數(shù)如下：

掃描頭工作頻率：旋轉(zhuǎn)速度可達250~300Hz(即掃描頭每秒可旋轉(zhuǎn)250~300轉(zhuǎn))

螺旋線縱向間距：相鄰兩條掃描測線縱向間距為2~5mm

掃描精度：每條掃描線(360°范圍)10000激光測點，2500000~3000000點/秒工作參數(shù)如下：隧道檢測數(shù)據(jù)處理主要流程如下：數(shù)據(jù)分解數(shù)據(jù)過濾幾何校正溫度校正病害標記圖像查看動畫演示報告打印與出版從原始數(shù)據(jù)分解為三通道(表面圖像、溫度、幾何尺寸)數(shù)據(jù)去除奇異點(如漫反射)糾正車輛行駛過程中發(fā)生的偏移、傾角變化等導致的幾何誤差利用溫度記錄板測量的數(shù)據(jù)修正記錄的溫度數(shù)據(jù)，利于判斷滲漏水等從處理的圖像中根據(jù)規(guī)則標記襯砌開裂、露筋、滲漏水等病害利用處理圖像查看隧道細節(jié)，如裂縫、露筋、襯砌表觀細節(jié)等以檢測員自身在隧道內(nèi)行走檢測的視角看隧道表觀狀態(tài)隧道檢測數(shù)據(jù)處理主要流程如下：從原始數(shù)據(jù)分解為三通道(表重點介紹三個功能軟件：病害標識軟件tunnel-inspector數(shù)據(jù)分析工具Tuview動畫演示軟件Tudrive重點介紹三個功能軟件：病害標識

根據(jù)數(shù)據(jù)處理后得到的實際圖譜，與預設的病害標準圖對比分析，分別對應標識相應病害現(xiàn)象如不同寬度的襯砌裂縫、不同狀態(tài)的滲漏水、露筋、襯砌掉塊等。病害標識軟件tunnel-inspector病害標識病害標識軟件tunnel-inspector數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：能以合理和可選擇性的方式列表或統(tǒng)計分析各型病害的分布及總量情況，便于開展分段評估和數(shù)據(jù)整理工作。對比分析功能：能將檢測工作前后兩次的數(shù)據(jù)重疊，從而分析各部位病害的發(fā)展和變化情況，對判斷病害的發(fā)展趨勢具有重要作用。數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：能以合理和可選擇性的方式列表或統(tǒng)計分析各型病害數(shù)據(jù)分析工具軟件較為簡單、直觀，使用測量數(shù)據(jù)，把隧道分析搬進室內(nèi)，用不同功能鍵實現(xiàn)諸如搜索一個特定的點、縮放輪廓顯示與定位范圍、改變亮度及對特定現(xiàn)場進行分析。隧道斷面完全360°范圍顯示三通道（圖像，溫度及幾何）同步顯示數(shù)據(jù)分析軟件Tuview數(shù)據(jù)分析工具軟件較為簡單、直觀，使用測量數(shù)據(jù)，把隧道分析搬細部觀察：可以選擇某一細部，然后進行全分辨率觀察。有不同的選項可供選擇來以最佳效果顯示細部圖像，例如可以通過改變視角以取得最佳觀察效果。測量：可以測量三維圖像中任意兩個有效點或者兩個分開的橫截面間的距離。細部觀察：可以選擇某一細部，然后進行全分辨率觀察。有不同的選凈空繪圖：可通過實物或限界對隧道的凈空進行核對，并可生成相應結(jié)果的圖像。地理坐標：如果有隧道的地理位置數(shù)據(jù)并且可參照國家坐標進行變換，就可以將隧道實際地理環(huán)境模擬顯示。

凈空繪圖：可通過實物或限界對隧道的凈空進行核對，并可生成相應高分辨率細節(jié)顯示（圖像放大）對比度和亮度的顯示變化細節(jié)的三維展示及三維放縮選擇剖面為CAD程序輸出DXF文件選擇剖面輸出整齊對應的數(shù)值，如x/y值帶有可自由選擇顏色和臨界距離的凈空圖軌跡位置的變化模擬體積計算（例如，開裂體積，填充體積）生成圖像冊的打印功能（連續(xù)打印功能）高分辨率細節(jié)顯示（圖像放大）對比度和亮度的顯示變化TuDrive軟件不僅可使使用者對隧道進行三維動態(tài)可視化建模，使隧道檢測數(shù)據(jù)圖形化后盡收眼底，而且還提供了許多其它的有用的功能。導航：TuDrive允許使用者自由移動，例如可以可變速度向前或向后移動，或者移動到某一確定點；可以分開或同時并列顯示可視化圖像或熱感應圖像；可以預先設定圖像的移動然后再播放；還可以實時顯示變化曲線。動畫演示軟件TudriveTuDrive軟件不僅可使使用者對隧道進行三維動態(tài)可視化建模■

現(xiàn)場檢測及檢測成果■現(xiàn)場檢測及檢測成果交通組織交通組織較為靈活，當具備完全封閉的條件時，最好封閉交通進行檢測。但一般情況下，特別是交通量大的高速公路，可選擇晚上交通量相對較小的時間段，采用分段臨時交通管制的辦法，減少對公路營運的影響。對個別無法中斷交通的隧道，也可僅封閉一個行車道進行檢測。

交通組織交通組織較為靈活，當具備完全封閉的條車輛行駛位置現(xiàn)場檢測時，可根據(jù)實際情況確定，采用方向指示輔助系統(tǒng)均可確保車輛沿隧道軸線方向行駛。具備隧道封閉條件時，可選擇沿隧道中線行駛，使得隧道左右側(cè)部位檢測分辨率一致。建議方式。車輛行駛位置現(xiàn)場檢測時，可根據(jù)實際情況確定，不具備隧道封閉條件時可選擇封閉單車道，沿隧道一側(cè)車道行駛，另一側(cè)用于通車。因檢測車輛與行駛車輛速度差很大，因此行駛車輛在處理后的隧道圖像中長度通常不超過1m。不具備隧道封閉條件時可選擇封閉單車道，沿隧道一側(cè)車道現(xiàn)場檢測工作開展方式：封閉單車道或用警報車尾行押車均可，檢測速度5km/h現(xiàn)場檢測工作開展方式：封閉單車道或用警報車尾行押車均可，檢測檢測成果：襯砌表觀圖像數(shù)據(jù)紅外溫度數(shù)據(jù)襯砌內(nèi)凈空尺寸數(shù)據(jù)成果展現(xiàn)方式:照片式外觀病害展布圖紅外溫度數(shù)據(jù)圖片任意橫斷面截圖局部細節(jié)展示動畫演示隧道檢測過程檢測成果：照片式襯砌外觀病害展布圖照片式襯砌外觀病害展布圖襯砌表觀圖像紅外溫度圖像襯砌表觀圖像紅外溫度圖像襯砌斷面內(nèi)凈空截圖襯砌斷面內(nèi)凈空截圖局部細節(jié)展示檢測過程及結(jié)果動畫演示局部細節(jié)展示檢測過程及結(jié)果動畫演示該系統(tǒng)目前主要應用于運營隧道的襯砌外觀檢測，適用于隧道交竣工、定期、專項或特殊檢測，根據(jù)目前隧道養(yǎng)護現(xiàn)狀，該系統(tǒng)尤其適用于隧道定期檢測和專項檢測。該系統(tǒng)目前主要應用于運營隧道的襯砌外觀檢測，適用于隧■

系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢■系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢與傳統(tǒng)人工檢測相比，系統(tǒng)有如下優(yōu)點：自動化程度高：該儀器搭載于檢測車輛上，通過發(fā)射激光信號自動檢測隧道外觀病害，只需檢測車輛在隧道內(nèi)通行一次，即可完成整個檢測過程。隧道三維激光掃描儀完成現(xiàn)場檢測后，所有檢測數(shù)據(jù)均可實現(xiàn)實時電子化存儲。檢測精度高，成果客觀真實：能該系統(tǒng)運用外觀圖像、溫度圖像及現(xiàn)場觀察等三種方法對襯砌滲漏水病害進行準確判定，同時對襯砌任何部位0.2mm以上的裂縫均能準確識別，能克服人眼觀察距離有限、存在遺漏的缺點。照片式外觀圖像能形象真實客觀的反映病害形態(tài)、走向、分布等參數(shù)，能克服人工記錄和繪制時的隨意性。與傳統(tǒng)人工檢測相比，系統(tǒng)有如下優(yōu)點：準確判斷病害的發(fā)展：系統(tǒng)數(shù)據(jù)和成果采用電子化方式存儲，可以將歷年的檢測數(shù)據(jù)進行對比，準確判斷病害的發(fā)展情況，為病害是否處治和如何處治提供科學依據(jù)。檢測速度快，對交通影響?。耗壳俺?/p>