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龙图腾网获悉北京城建勘测设计研究院有限责任公司申请的专利一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119959356B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510158583.9，技术领域涉及：G01N29/04；该发明授权一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统及方法是由马海志;王思锴;高涛;李添才;李芳凝;庞炜;李世民;邱同信;陈晶;颜威;李泳慧;徐永亮;左燕凤;梅泽宇;李智;李淑阳设计研发完成，并于2025-02-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统及方法，涉及地铁隧道结构健康监测技术领域，包括车载超声波传感器阵列装置、基于芯片的超声波控制器和基于计算机的地铁隧道结构健康分析模块。本发明车载超声波传感器阵列装置的传感器阵列设计能够覆盖隧道的整个横截面，确保了监测的全面性，波束形成器利用波束成形技术对来自特定方向的信号进行增强。波束成形技术能够提高系统的定向性，使得传感器阵列能够区分来自不同方向的信号。经过波束成形后的超声波信号无线传输给地铁隧道结构健康分析模块后，后续还可以基于三维成像重建结果进行健康度评估，及时发现潜在的结构问题，从而提高地铁运营的安全性。

本发明授权一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统，其特征在于：包括车载超声波传感器阵列装置、基于芯片的超声波控制器2和基于计算机的地铁隧道结构健康分析模块3，车载超声波传感器阵列装置包括自主移动终端11、传感器安装平台12、多个超声波传感单元13、波束形成器14和车载端无线数据收发模块15，传感器安装平台12的底部安装在自主移动终端11顶部，传感器安装平台12设有传感器安装盘121，多个超声波传感单元13分别安装在传感器安装盘121的四周，当多个超声波传感单元13工作时，形成的传感器阵列覆盖目标隧道的横截面，所述波束形成器14分别与多个超声波传感单元13通信交互接收的超声波信号，并通过车载端无线数据收发模块15与地铁隧道结构健康分析模块3无线通信连接，所述超声波控制器2分别与自主移动终端11、传感器安装平台12和多个超声波传感单元13的通信连接，所述地铁隧道结构健康分析模块3基于多个车载超声波传感器阵列装置的波束成型超声波数据对地铁隧道结构进行三维重建输出三维重建图像； 传感器安装平台12包括底座122、电动转盘123、电动伸缩杆124和传感器安装盘121，所述底座122可拆卸安装在自主移动终端11的顶部，所述电动转盘123可拆卸安装在底座122上，所述电动伸缩杆124的底部可拆卸安装在电动转盘123顶部的转动部，所述传感器安装盘121的一侧的中部通过安装块可拆卸安装在电动伸缩杆124的伸缩杆上； 若多个超声波传感单元13反馈的超声波信号强度存在低于设定超声波强度阈值，则超声波控制器2分别控制电动转盘123和电动伸缩杆124执行微调动作，直到多个超声波传感单元13反馈的超声波信号强度均大于等于设定超声波强度阈值； 微调动作是指电动转盘123顺时针或逆时针转动1°，电动伸缩杆124的活塞杆上升或下降1mm； 地铁隧道结构健康分析模块3包括计算机端无线收发模块31、存储器32和数据分析计算机33，所述计算机端无线收发模块31与车载端无线数据收发模块15无线通信连接，所述存储器32与计算机端无线收发模块31通信连接，所述数据分析计算机33与存储器32通信连接，数据分析计算机33基于车载超声波传感器阵列装置的波束成型超声波数据，采用合成孔径聚焦成像方法对地铁隧道结构进行三维重建输出三维重建图像，基于三维重建图像评估地铁隧道结构健康； 采用一种车载3D超声波监测地铁隧道结构健康的系统重建目标隧道内部结构的三维图像，并基于目标隧道内部结构的三维图像评估地铁隧道结构健康，包括以下步骤： 步骤1，控制自主移动终端11在目标隧道内中轴线行驶，每隔设定距离停止执行超声波数据采集动作； 步骤2，超声波控制器2分别控制电动转盘123和电动伸缩杆124执行微调动作直到多个超声波传感单元13反馈的超声波信号强度均大于等于设定超声波强度阈值，使多个超声波传感单元13形成的传感器阵列覆盖目标隧道的横截面； 步骤3，多个超声波传感单元13开启，波束形成器14利用波束成形技术对来自目标隧道结构的超声波信号进行增强，将增强后的超声波信号数据通过车载端无线数据收发模块15发送给地铁隧道结构健康分析模块3； 步骤4，数据分析计算机33采用合成孔径聚焦成像方法处理波束成形技术增强后的波束成型超声波数据，采用合成孔径聚焦成像方法对地铁隧道结构进行三维重建输出三维重建图像； 步骤5，自主移动终端11在目标隧道内中轴线行驶到末端，完成所有横截面的三维重建图像； 步骤6，数据分析计算机33基于所有横截面的三维重建图像中提取用于健康评估的特征，特征包括裂缝宽度、体积变化和材料退化，利用提取的特征来评估隧道结构的健康度。

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