一种用于勘探溶洞内部结构的探测装置及其勘探方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于勘探溶洞内部结构的探测装置及其勘探方法，涉及溶洞探测领域，包括第一防护罩、第二防护罩、第三防护罩和测试电缆，第一防护罩通过第二防护罩与第三防护罩连接，所述第二防护罩、第三防护罩均采用透明材料制成，第二防护罩的内部设置有旋转摄像头、激光头和第一照明装置，旋转摄像头与第一照明装置固定连接，所述激光头设置于旋转摄像头的镜头下方，旋转摄像头与动力装置、信号转换装置电连接；所述第三防护罩的内部设置水平设置有第二照明装置，第二照明装置的底部设置有用于探测深度的深度摄像头。本发明专利技术不仅能够判定溶洞的存在，而且能够准确勘探溶洞的深度和内部产状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及溶洞探测领域，具体涉及一种用于勘探溶洞内部结构的探测装置及其 勘探方法。
技术介绍
在修建公路桥梁和铁路的过程中，通常需要预先勘探钻孔之处是否存在溶洞，并 探测溶洞的内部结构，现阶段通常使用的勘探方法包括电法勘探、地震勘探、声波勘探、 重力勘探、磁力勘探、放射性勘探和地质雷达勘探、无线电波透视法和地震CT(Comp Uted Tomography计算机断层扫描）法。 现有的勘探方法存在以下缺陷： (1)电法勘探、地震勘探、声波探测、重力勘探、磁力勘探、放射性勘探和地质雷达 勘探均只能判断是否存在溶洞，难以确定溶洞的大小及其内部结构，需要对所有的溶洞采 取相同的清理措施，清理成本较高。 (2)无线电波透视法和地震CT法需要预先开挖钻孔，然后在孔内架设测试仪器并 进行探测，由于溶洞内地质条件复杂，无线电波透视仪器和CT仪的分辨率均较低，后期需 要对图像进行多次校正，不仅增加了劳动强度，而且延长了施工周期。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于勘探溶洞内部结构 的探测装置及其勘探方法，能够降低清理成本，缩短施工周期。 为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种用于勘探溶洞内部结构的探测 装置，包括第一防护罩、第二防护罩、第三防护罩和测试电缆，第一防护罩通过第二防护罩 与第三防护罩连接，测试电缆设置于第一防护罩的顶部，所述第一防护罩的内部设置有动 力装置和信号转换装置； 所述第二防护罩的内部设置有旋转摄像头、激光头和第一照明装置，可旋转摄像 头水平放置，所述激光头位于旋转摄像头的镜头下方，激光头与旋转摄像头固定连接，定义 激光头与旋转摄像头之间的距离为L2,为3cm < L2 < 20cm处，激光头与坚直方向之间的夹 角α为40°?70° ;可旋转摄像头与第一照明装置固定连接，旋转摄像头与动力装置、信 号转换装置电连接； 所述第三防护罩的内部设置水平设置有第二照明装置，第二照明装置的底部纵向 设置有用于探测深度的深度摄像头。 在上述技术方案的基础上，所述第一照明装置包括第一电路板和若干第一 LED 灯，第一电路板坚直设置于第二防护罩的内部，所述若干第一 LED灯均位于第一电路板的 一侧，若干第一 LED灯均与第一电路板电连接；所述旋转摄像头的镜头与若干第一 LED灯同 侧设置。 在上述技术方案的基础上，所述第二照明装置包括第二电路板和若干第二LED 灯，第二电路板水平设置于第三防护罩的内部，若干第二LED灯均位于电路板的下表面，若 干第二LED灯均与第二电路板电连接，所述深度摄像头位于第二电路板的底部。 在上述技术方案的基础上，所述L2为6cm。 在上述技术方案的基础上，所述第二防护罩、第三防护罩均采用透明材料制成。 在上述技术方案的基础上，所述α为60°。 在上述技术方案的基础上，所述旋转摄像头的视角为120°?160°。 一种基于如权利要求1?7中任一项所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置的 勘探方法，包括以下步骤： Α、将探测装置放入待测钻孔内，通过深度摄像头拍摄钻孔底部的图像，根据钻孔 底部的图像判断钻孔内是否为溶洞，若是，转入步骤Β ;若否，停止勘探； Β、将测试电缆放入待探测的溶洞洞口，调整测试电缆进入洞口的长度为hl， 10cm < hi < 30cm，选择溶洞内的任意一个溶洞壁作为待测溶洞壁，通过激光灯在待测溶洞 壁上投点，将该投点作为待测点；通过旋转摄像头拍摄待测点所在平面的图像，作为待测图 像； C、确定摄像头中心在图像上的投影点，作为参考点，计算参考点与待测点之间的 距离；将参考点与待测点之间的距离定义为L1，将横向摄像头的中心与待测点所在的平面 之间的距离定义为L3; 根据公式（L1+L2)/L3 = cot β , β = α ,可知 cot β = cot a , L3 = (L1+L2) / cot α ； D、调整测试电缆进入洞口的长度至h2,5cm彡h2-hl彡10cm，h2< (溶洞深度-探 测装置深度），重复执行步骤B?C，直至确定溶洞内的全景。 在上述技术方案的基础上，步骤C中所述确定摄像头中心在图像上的投影点包括 以下步骤： C1、预制高斯模板，高斯模板的正态分布方程为： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于勘探溶洞内部结构的探测装置，包括第一防护罩(2)、第二防护罩(3)、第三防护罩(5)和测试电缆，第一防护罩(2)通过第二防护罩(3)与第三防护罩(5)连接，测试电缆设置于第一防护罩(2)的顶部，其特征在于：所述第一防护罩(2)的内部设置有动力装置(7)和信号转换装置(6)；所述第二防护罩(3)的内部设置有旋转摄像头(8)、激光头(9)和第一照明装置，可旋转摄像头(8)水平放置，所述激光头(9)位于旋转摄像头(8)的镜头下方，激光头(9)与旋转摄像头(8)固定连接，定义激光头(9)与旋转摄像头(8)之间的距离为L2，3cm≤L2≤20cm，激光头(9)与竖直方向之间的夹角α为40°～70°；可旋转摄像头(8)与第一照明装置固定连接，旋转摄像头(8)与动力装置(7)、信号转换装置(6)电连接；所述第三防护罩(5)的内部设置水平设置有第二照明装置，第二照明装置的底部纵向设置有用于探测深度的深度摄像头(11)。

【技术特征摘要】
1. 一种用于勘探溶洞内部结构的探测装置，包括第一防护罩（2)、第二防护罩（3)、第 三防护罩（5)和测试电缆，第一防护罩（2)通过第二防护罩（3)与第三防护罩（5)连接，测 试电缆设置于第一防护罩（2)的顶部，其特征在于：所述第一防护罩（2)的内部设置有动力 装置（7)和信号转换装置（6); 所述第二防护罩（3)的内部设置有旋转摄像头（8)、激光头（9)和第一照明装置， 可旋转摄像头（8)水平放置，所述激光头（9)位于旋转摄像头（8)的镜头下方，激光头 (9)与旋转摄像头（8)固定连接，定义激光头（9)与旋转摄像头⑶之间的距离为L2， 3cm彡L2彡20cm，激光头（9)与坚直方向之间的夹角α为40°?70° ;可旋转摄像头（8) 与第一照明装置固定连接，旋转摄像头（8)与动力装置（7)、信号转换装置（6)电连接； 所述第三防护罩（5)的内部设置水平设置有第二照明装置，第二照明装置的底部纵向 设置有用于探测深度的深度摄像头（11)。2. 如权利要求1所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置，其特征在于：所述第一照 明装置包括第一电路板（4)和若干第一 LED灯，第一电路板（4)坚直设置于第二防护罩（3) 的内部，所述若干第一 LED灯均位于第一电路板（4)的一侧，若干第一 LED灯均与第一电路 板（4)电连接；所述旋转摄像头（8)的镜头与若干第一 LED灯同侧设置。3. 如权利要求1所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置，其特征在于：所述第二照 明装置包括第二电路板（10)和若干第二LED灯，第二电路板（10)水平设置于第三防护罩 (5)的内部，若干第二LED灯均位于电路板的下表面，若干第二LED灯均与第二电路板（10) 电连接，所述深度摄像头（11)位于第二电路板（10)的底部。4. 如权利要求1所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置，其特征在于：所述L2为 6cm〇5. 如权利要求1所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置，其特征在于：所述第二防 护罩（3)、第三防护罩（5)均采用透明材料制成。6. 如权利要求1所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置，其特征在于：所述α为 60。。7. 如权利要求1所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置，其特征在于：所述旋转摄 像头（8)的视角为120°?160°。8. -种基于如权利要求1?7中任一项所述的用于勘探溶洞内部结构的探测装置的勘 探方法，其特征在于，包括以下步骤： Α、将探测装置放入待测钻孔内，通过深度摄像头（11)拍摄钻孔底部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许新国，许乔清，梅林海，许正银，
申请(专利权)人：武汉固德超前高新科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42