本发明属于轨道检测，尤其是涉及一种隧道检测车及其系统。
背景技术：
1、城市轨道交通隧道需定期开展工务巡检，以确保处于安全运营状态。工务巡检时，需要对隧道状态如衬砌裂缝、渗水、掉块等病害进行识别，对故障点进行定位，以采取具体的维护措施。传统的工务巡检主要依靠人工目视和手持简易器具的方式进行，巡检人员劳动量大、耗时长、巡检效率低。 此外，基于人类的视觉特点，一些小尺度病害故障难以通过人工目视监测出来。 因此,使用智能检测设备辅助人工巡检，已逐渐成为城市轨道交通和隧道工程中工务运维工作的新方式。
2、但目前的智能检测设备存在两大问题：一是探测手段功能单一，集成度低，难以对多类病害故障展开检测，探测效率低；二是缺乏有效的病害定位及同步计算手段，难以对多种类型探测设备进行同步控制，也无法精确计算当前的线路里程信息，病害定位的误差大。
技术实现思路
1、为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种隧道检测车及其系统，该隧道检测车及系统不仅可在短时间内完成城市轨道交通线路隧道的巡检工作,检测效率高，而且能够对多类病害故障实现智能综合检测，且检测准确率高。
2、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种隧道检测车，包括车体以及设置在所述车体上的隧道三维检测装置、隧道表观检测装置、隧道内部结构检测装置、同步定位装置、主控装置，所述隧道三维检测装置、所述隧道表观检测装置、所述隧道内部结构检测装置和所述同步定位装置均与所述主控装置通信连接；
4、所述隧道三维检测装置用于采集所述车体周围的三维图像信息，所述隧道表观检测装置用于采集隧道壁的表观图像信息，所述隧道内部结构检测装置用于采集隧道壁的内部图像信息，所述同步定位装置用于为所述隧道三维检测装置、所述隧道表观检测装置和所述隧道内部结构检测装置提供同步触发信号以及对所述车体进行定位，所述主控装置用于根据接收到的三维图像信息、表观图像信息和内部图像信息对隧道的表观病害和内部病害进行检测。
5、进一步的，所述同步定位装置包括双目视觉定位计算子装置、里程标拍摄子装置和触发信号子装置，所述触发信号子装置用于产生触发信号，所述主控装置根据接收到的触发信号控制所述隧道三维检测装置、所述隧道表观检测装置、所述隧道内部结构检测装置、所述双目视觉定位计算子装置和所述里程标拍摄子装置同步触发，以获得各检测装置和所述车体当前的移动距离。
6、更进一步的，所述双目视觉定位计算子装置包括两部面阵照相机，两部所述面阵照相机安装于所述车体的底部，用于对隧道的道床区域进行连续拍摄，并依靠多种参数配置进行双目视觉计算以得到所述车体的移动距离。
7、进一步的，所述触发信号子装置包括距离触发子装置和时间触发子装置，所述距离触发子装置用于产生高频触发信号，以触发高频工作的装置，所述时间触发子装置用于产生非高频触发信号，以触发非高频工作的装置。
8、更进一步的，所述距离触发子装置包括编码器和滚轮，所述滚轮通过连接件安装于所述车体底部，所述滚轮的滚轮轴与所述编码器轴连接；所述时间触发子装置为基于ntp网络授时的时间触发子装置。
9、进一步的，所述车体上还设有隧道高压喷淋清洗装置，所述隧道高压喷淋清洗装置与所述主控装置通信连接。
10、更进一步的，所述隧道高压喷淋清洗装置包括高压喷淋管，所述高压喷淋管呈与隧道内壁相适配的弧形，所述高压喷淋管上设有若干喷淋头，所述喷淋头朝向隧道内壁。
11、进一步的，所述隧道三维检测装置包括三维激光扫描仪、移动平台和工控机，所述三维激光扫描仪设置在所述移动平台上，所述工控机控制所述移动平台在所述车体外部移动，以使所述三维激光扫描仪获取所述车体周围的三维图像信息。
12、进一步的，所述隧道表观检测装置包括若干个相机和若干个光源，若干所述相机和若干所述光源均设于所述车体上并沿所述车体的周向布设；所述相机用于采集隧道壁的表观图像信息，所述光源用于对隧道壁的表观补光。
13、本发明还提供一种隧道检测车系统，所述系统包括处理器和权利要求1-9中至少一项所述的隧道检测车，所述处理器用于接收至少一个所述隧道检测车得到的车体周围的隧道表观、内部和三维结构检测结果，以确定列车行驶的行驶环境安全参数。
14、本发明具有的有益效果：
15、1.本发明根据图像信息对隧道的表观、内部和三维结构均进行了检测，检测内容多且准确率高，基本覆盖了日常工务检测内容，有效减轻了人工强度，时效性较强，检测效率高。
16、2.本发明还集成了隧道高压喷淋清洗装置，通过对隧道壁进行喷淋清洗，可以将隧道壁表面沉积的灰尘清洗干净，从而暴露出隧道壁表观的小规模病害，有利于提高隧道表观检测装置的检测效果。
17、3.本发明的同步定位装置不仅可为各检测装置提供同步触发信号，从而能够对多种类型的检测装置进行同步控制，而且采用双目视觉定位计算子装置、里程标拍摄子装置和触发信号子装置结合的多重定位技术，解决了编码器因打滑、变速等因素造成的定位误差大的问题，消除了累计误差，再通过高精度数字地图实现检测车的高精度定位，能够精确计算当前的线路里程信息，进而可将病害进行准确定位，有助于病害历次检测数据对齐，有效监测病害发育情况。具体的，双目视觉定位计算子装置使用2部面阵照相机对道床区域进行连续拍摄，依靠像素当量、景深、焦段等参数配置进行双目视觉计算，得到检测车的移动距离，进而实现检测车精确的定位(其定位精度可达毫米级)；同时,使用里程标拍摄子装置对线路里程标进行图像拍摄,应用图像分析算法后可获得整车的线路里程信息,进而为双目视觉的距离计算提供校准功能。在双目视觉技术失效时,该信息也可用于里程计算的冗余设计。而通过触发子信号装置能够使得各检测装置与双目视觉定位计算子装置进行同步触发,可获得各检测装置当前的线路里程信息。
1.一种隧道检测车，其特征在于：包括车体以及设置在所述车体上的隧道三维检测装置、隧道表观检测装置、隧道内部结构检测装置、同步定位装置、主控装置，所述隧道三维检测装置、所述隧道表观检测装置、所述隧道内部结构检测装置和所述同步定位装置均与所述主控装置通信连接；
2.根据权利要求1所述一种隧道检测车，其特征在于：所述同步定位装置包括双目视觉定位计算子装置、里程标拍摄子装置和触发信号子装置，所述触发信号子装置用于产生触发信号，所述主控装置根据接收到的触发信号控制所述隧道三维检测装置、所述隧道表观检测装置、所述隧道内部结构检测装置、所述双目视觉定位计算子装置和所述里程标拍摄子装置同步触发，以获得各检测装置和所述车体当前的移动距离。
3.根据权利要求2所述一种隧道检测车，其特征在于：所述双目视觉定位计算子装置包括两部面阵照相机，两部所述面阵照相机安装于所述车体的底部，用于对隧道的道床区域进行连续拍摄，并依靠多种参数配置进行双目视觉计算以得到所述车体的移动距离。
4.根据权利要求2所述一种隧道检测车，其特征在于：所述触发信号子装置包括距离触发子装置和时间触发子装置，所述距离触发子装置用于产生高频触发信号，以触发高频工作的装置，所述时间触发子装置用于产生非高频触发信号，以触发非高频工作的装置。
5.根据权利要求4所述一种隧道检测车，其特征在于：所述距离触发子装置包括编码器和滚轮，所述滚轮通过连接件安装于所述车体底部，所述滚轮的滚轮轴与所述编码器轴连接；所述时间触发子装置为基于ntp网络授时的时间触发子装置。
6.根据权利要求1所述一种隧道检测车，其特征在于：所述车体上还设有隧道高压喷淋清洗装置，所述隧道高压喷淋清洗装置与所述主控装置通信连接。
7.根据权利要求6所述一种隧道检测车，其特征在于：所述隧道高压喷淋清洗装置包括高压喷淋管，所述高压喷淋管呈与隧道内壁相适配的弧形，所述高压喷淋管上设有若干喷淋头，所述喷淋头朝向隧道内壁。
8.根据权利要求1所述一种隧道检测车，其特征在于：所述隧道三维检测装置包括三维激光扫描仪、移动平台和工控机，所述三维激光扫描仪设置在所述移动平台上，所述工控机控制所述移动平台在所述车体外部移动，以使所述三维激光扫描仪获取所述车体周围的三维图像信息。
9.根据权利要求1所述一种隧道检测车，其特征在于：所述隧道表观检测装置包括若干个相机和若干个光源，若干所述相机和若干所述光源均设于所述车体上并沿所述车体的周向布设；所述相机用于采集隧道壁的表观图像信息，所述光源用于对隧道壁的表观补光。
10.一种隧道检测车系统，其特征在于，所述系统包括处理器和权利要求1-9中至少一项所述的隧道检测车，所述处理器用于接收至少一个所述隧道检测车得到的车体周围的隧道表观、内部和三维结构检测结果，以确定列车行驶的行驶环境安全参数。
