Несмотря на большое разнообразие методов контроля в настоящее время структурные обследования туннелей в основном проводятся с помощью плановых, периодических визуальных наблюдений, проводимых инспекторами, которые выявляют структурные дефекты и оценивают их
Этот процесс медленный, трудоемкий и субъективный (в зависимости от опыта и усталости инспектора), работающий в неприятной среде из-за пыли, отсутствия естественного освещения, неудобных условий и даже токсичных веществ, таких как свинец и асбест.
Эти условия работы являются основной мотивацией для разработки робототехнических систем
Системы роботизированного контроля туннелей
Использование робототехнических систем в строительстве является общей научной областью, и в ряде исследований рассматриваются преимущества использования роботизированных платформ в строительстве и подземном строительстве.
Роботизированные системы могут завершить процесс инспекции с объективными результатами и высокой эффективностью. Они также повышают безопасность инспекторов, проводя инспекции в опасных условиях вместо них.
Поэтому ручной и (человеческий) визуальный контроль заменяется более точными методами с использованием механических, электронных и роботизированных систем и обработки данных камер, лазера, гидролокатора и т.д.
Визуальные методы
Маленький мобильный робот оснащен ПЗС-камерой
Робот находится на одинаковом расстоянии от стены и передвигается с помощью дифференциального приводного колеса, и делает ряд фотографий, одна за другой. Камера установлена на антивибрационном устройстве для стабилизации изображения. Робот проходит через весь туннель, выполняя проверку, но данные обрабатываются после сбора всех изображений. Проверка заключается в обнаружении трещин с помощью алгоритмов компьютерного зрения.
Аналогичного робота можно найти в работе Ф. Яо.
При этом его мобильный робот оснащен 21 ультразвуковым датчиком и 6 видеокамерами. Эти датчики устанавливаются в одной плоскости и имеют полукольцевую форму. Проверка заключается в сканировании туннеля на предмет деформаций. Экспериментальные результаты показывают, что эта система может обнаружить деформацию внутренних стенок при делении на 14 мм при движении робота со скоростью 20 мм/сек.
Силовой метод
Система состоит из восьмитонного грузовика, используемого в качестве базового оборудования, системы измерения поперечного сечения туннеля, приборов электронного измерения расстояния (EDM), используемых для измерения местоположения удара, ударного блока с пятью молотками, издающими ударные звуки, и его оборудования на манипуляторе робота, подъемника, поднимающего робот до потолка, и, наконец, компьютерного блока, управляющего всеми этими элементами.
Система использует метод ударной акустики для процедуры осмотра, который воздействует на бетонную стену гидравлическими молотками, преобразует ударные звуки в электрические сигналы, а затем анализирует их
Система способна находить зоны отшелушивания и полости в бетонной облицовке. Для поддержания стабильного положения, грузовик оборудован выносными опорами на немоторизованных колесах.
Ударно-звуковую диагностику проводят три человека: супервайзер, оператор и водитель. Управление машиной осуществляется с сенсорной панели компьютера, расположенного на пульте управления.