本發明屬于地下隱患勘察探測，具體涉及一種地下隱蔽病害結構光影探測裝置及方法。
背景技術：
1、由于地下水或管線滲漏的長期水土侵蝕，地下土體結構發生變化，通過地質雷達、面波等相關探測方法，發現影響地面基礎設施或居民安全的隱患疑似區，而借助地下隱患勘察探測系列裝備，表達地下隱患空間形態是確定隱患病害影像范圍，指導地下隱患病害及時處治的重要手段。現階段確定地下隱患病害空間狀態的方法主要包括地質雷達探測、探坑法和窺視法。
2、傳統的雷達探測方法是是一種利用高頻電磁波探測地下介質分布的方法，無法準確給出地下隱蔽病害的輪廓形態。探坑法是通過將隱蔽病害上方的土體剖挖后，確定地下隱患病害結構，具有工程量大且對地面基礎設施具有破壞性。窺視法是采用內窺鏡攝像頭查看地下隱蔽病害的方法，由于受鉆孔限制導致病害圖像查看受限，且現階段僅可實現影像查看，無法獲取隱蔽病害的三維形態數據。因此，現有技術中存在著不便于精準獲取地下隱蔽病害三維形態的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種地下隱蔽病害結構光影探測裝置及方法，解決了現有技術中存在著不便于精準獲取地下隱蔽病害三維形態的問題。
2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種地下隱蔽病害結構光影探測裝置，包括用于豎直伸入探測鉆孔內的探測桿，還包括控制處理模塊及安裝于探測桿下端的光影探測機構；
4、光影探測機構包括探測頭單元、第一調節單元及第二調節單元；
5、探測頭單元包括攝像部及測量部，攝像部用于拍攝隱蔽病害處的影像，測量部用于測量探測頭單元與隱蔽病害處壁面的測量距離；
6、第一調節單元與探測頭單元連接，并用于驅動探測頭單元在豎直平面內進行仰俯轉動，以調節探測頭單元的豎向角度；
7、第二調節單元與第一調節單元連接，并用于驅動第一調節單元繞豎直軸線在水平平面內旋轉轉動，以調節探測頭單元的環向夾角；
8、控制處理模塊與光影探測機構電性連接，用于控制第一調節單元和第二調節單元，同時接收并記錄探測頭單元實時的豎向角度、環向夾角及對應位姿時與隱蔽病害處壁面的測量距離。
9、進一步地，探測頭單元中測量部的數量為兩個，兩測量部關于攝像部呈上下對稱布置。
10、進一步地，探測頭單元還包括固定塊，攝像部及測量部均安裝于固定塊上；
11、固定塊上還固定連接有光源部，用于對隱蔽病害影像記錄和距離測量提供光源。
12、進一步地，第一調節單元包括固定座，固定座上轉動連接有水平放置的第一轉軸，固定塊固定套設于第一轉軸上，固定座上固定安裝有第一驅動部，第一驅動部與第一轉軸任一端連接，并用于驅動第一轉軸旋轉轉動。
13、進一步地，第二調節單元包括與探測桿下端連接的連接座，連接座下端固定安裝有第二驅動部，第二驅動部下端連接有豎直放置的第二轉軸，第二驅動部用于驅動第二轉軸旋轉轉動；
14、第一調節單元的固定座與第二轉軸周壁固定連接。
15、進一步地，地下隱蔽病害結構光影探測裝置還包括支撐臺，支撐臺通過多個支撐桿支撐于地面上，支撐臺下方設有水平放置的移動臺，支撐臺與移動臺直接通過豎直布置的第三驅動部連接，第三驅動部用于驅動移動臺進行升降移動；
16、支撐臺和移動臺上均開設有用于探測桿穿過的通孔，移動臺上固定安裝有夾持部，夾持部用于對探測桿進行夾持固定。
17、進一步地，支撐臺上固定安裝有水平檢測儀。
18、一種地下隱蔽病害結構光影探測方法，采用所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置進行隱蔽病害結構光影探測，具體包括以下步驟：
19、將下端安裝有光影探測機構的探測桿豎直伸入預先開設的探測鉆孔內，直至光影探測機構到達隱蔽病害位置；
20、通過控制處理模塊控制第一調節單元和/或第二調節單元，驅動探測頭單元依次運動至由不同豎向角度與環向角度所組成的位姿；
21、探測頭單元位于任一位姿時，攝像部實時拍攝隱蔽病害的影像數據，同時測量部實時測量探測頭單元與隱蔽病害處壁面的測量距離；
22、將各位姿對應的豎向角度、環向角度、影像數據及測量距離傳輸至控制處理模塊；
23、控制處理模塊基于各位姿的豎向角度、環向角度及測量距離，計算隱蔽病害表面檢測點在以探測頭單元為原點的空間直角坐標系下的三維坐標，基于各三維坐標生成隱蔽病害的三維空間輪廓；
24、將影像數據映射至三維空間輪廓所對應表面，獲得具有真實紋理的隱蔽病害3d成像模型。
25、進一步地，探測頭單元中測量部為兩個時，兩測量部分別測量自身與隱蔽病害處壁面的距離值，計算兩距離值的平均值作為測量距離。
26、進一步地，設定隱蔽病害表面任一檢測點在以探測頭單元為原點的空間直角坐標系下的三維坐標為（ x,y,z），其中z軸正方向為豎直向上；
27、檢測點對應的豎向轉角、環向轉角及測量距離l分別為、及 l；
28、當時，三維坐標為（ x,y,z）的計算式如下：
29、
30、
31、
32、當時，三維坐標為（ x,y,z）的計算式如下：
33、
34、
35、
36、當時，三維坐標為（ x,y,z）的計算式如下：
37、
38、
39、
40、當時，三維坐標為（ x,y,z）的計算式如下：
41、
42、
43、
44、其中，當探測頭單元水平放置時，豎向轉角為0°；當探測頭單元豎直向上時，豎向轉角為90°；當探測頭單元豎直向下時，豎向轉角為﹣90°。
45、本發明的有益效果：
46、通過控制處理模塊控制第一調節單元和/或第二調節單元，以對豎向角度和/或環向夾角進行調節，探測頭單元中的測量部實時測量由任一豎向角度和環向夾角所限定的位姿下探測頭單元與隱蔽病害處壁面的測量距離，并傳輸至控制處理模塊中，基于相應豎向角度和環向夾角所限定的位姿及對應的測量距離，通過坐標變換計算，獲得隱蔽病害處壁面檢測點的三維坐標，整合各檢測點的三維坐標，即可獲得表征隱蔽病害空間輪廓的三維信息，并結合攝像部所拍攝記錄的隱蔽病害影像數據，即可獲得具有真實文理的隱蔽病害3d成像模型，有效解決了現有技術中存在著不便于精準獲取地下隱蔽病害三維形態的問題。
1.一種地下隱蔽病害結構光影探測裝置，包括用于豎直伸入探測鉆孔內的探測桿（100），其特征在于，還包括控制處理模塊（300）及安裝于探測桿（100）下端的光影探測機構（200）；
2.根據權利要求1所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置，其特征在于，探測頭單元（201）中測量部（2012）的數量為兩個，兩測量部（2012）關于攝像部（2011）呈上下對稱布置。
3.根據權利要求2所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置，其特征在于，探測頭單元（201）還包括固定塊（2013），攝像部（2011）及測量部（2012）均安裝于固定塊（2013）上；
4.根據權利要求3所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置，其特征在于，第一調節單元（202）包括固定座（2021），固定座（2021）上轉動連接有水平放置的第一轉軸（2022），固定塊（2013）固定套設于第一轉軸（2022）上，固定座（2021）上固定安裝有第一驅動部（2023），第一驅動部（2023）與第一轉軸（2022）任一端連接，并用于驅動第一轉軸（2022）旋轉轉動。
5.根據權利要求4所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置，其特征在于，第二調節單元（203）包括與探測桿（100）下端連接的連接座（2031），連接座（2031）下端固定安裝有第二驅動部（2032），第二驅動部（2032）下端連接有豎直放置的第二轉軸（2033），第二驅動部（2032）用于驅動第二轉軸（2033）旋轉轉動；
6.根據權利要求5所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置，其特征在于，地下隱蔽病害結構光影探測裝置還包括支撐臺（400），支撐臺（400）通過多個支撐桿支撐于地面上，支撐臺（400）下方設有水平放置的移動臺（500），支撐臺（400）與移動臺（500）直接通過豎直布置的第三驅動部（501）連接，第三驅動部（501）用于驅動移動臺（500）進行升降移動；
7.根據權利要求6所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置，其特征在于，支撐臺（400）上固定安裝有水平檢測儀（503）。
8.一種地下隱蔽病害結構光影探測方法，采用權利要求1至7中任一所述的地下隱蔽病害結構光影探測裝置進行隱蔽病害結構光影探測，其特征在于，具體包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的地下隱蔽病害結構光影探測方法，其特征在于，探測頭單元（201）中測量部（2012）為兩個時，兩測量部（2012）分別測量自身與隱蔽病害處壁面的距離值，計算兩距離值的平均值作為測量距離。
10.根據權利要求9所述的地下隱蔽病害結構光影探測方法，其特征在于，設定隱蔽病害表面任一檢測點在以探測頭單元（201）為原點的空間直角坐標系下的三維坐標為（x,y,z），其中z軸正方向為豎直向上；