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一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统
申请号	CN202311872382.2	申请日	2023-12-29	公开(公告)号	CN117804711A	公开(公告)日	2024-04-02
申请人	成都市新筑交通科技有限公司; 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司; 广东湾区交通建设投资有限公司;			发明人	罗纪波; 徐源庆; 蒋吉飞; 张精岳; 郭峰超; 岳军; 刘家富;
摘要	本发明公开了一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，设置于桥梁伸缩装置的相邻伸缩缝支承横梁之间，且在伸缩缝下方；该监测系统包括支承运动件、图像采集设备、位移箱、支承承导件、限位挡块、上位机、视觉标靶、中梁连接杆、互联网云平台及球铰，图像采集设备通过支承运动件进行多工况数据采样；上位机被配置为控制图像采集设备巡航及定位，并将图像采集设备采集的数据通过无线网络实时传输到远程控制终端的互联网云平台；互联网云平台被配置为对上位机传输的数据进行实时处理，并与正常工况下标定好的相关参数进行对比分析，从而对桥梁伸缩装置的健康状态进行实时监测。本发明可以更及时、更精准地对伸缩装置的风险进行预警和报警。
权利要求	1.一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，设置于桥梁伸缩装置的相邻伸缩缝支承横梁之间，且在伸缩缝下方，其特征在于，所述监测系统包括支承运动件(1)、图像采集设备(2)、位移箱(3)、支承承导件(4)、限位挡块(5)、上位机(6)、视觉标靶(7)、中梁连接杆(8)、互联网云平台(9)及球铰(10)，其中：所述支承运动件(1)的一端连接球铰(10)，所述球铰(10)固定在伸缩缝固定端梁体的端部；所述支承运动件(1)的另一端设置于位移箱(3)中，所述位移箱(3)预埋在伸缩缝活动端梁体内，使支承运动件(1)能够沿顺桥向滑动以适应桥梁的伸缩及转动；所述支承承导件(4)固定在位移箱(3)端部，承载及适应桥梁的转角；所述图像采集设备(2)通过支承运动件(1)进行多工况数据采样；所述限位挡块(5)固定在伸缩缝固定端梁体和伸缩缝活动端梁体的端面，对图像采集设备(2)进行限位；所述视觉标靶(7)设置于中梁连接杆(8)下方，所述中梁连接杆(8)与伸缩缝中梁固定；所述上位机(6)被配置为控制图像采集设备(2)巡航及定位，并将图像采集设备(2)采集的数据通过无线网络实时传输到远程控制终端的互联网云平台(9)；所述互联网云平台(9)被配置为对上位机(6)传输的数据进行实时处理，并与正常工况下标定好的相关参数进行对比分析，从而对桥梁伸缩装置的健康状态进行实时监测。 2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述支承运动件(1)包括滑轨支架(1‑1)及滑轨(1‑2)，所述滑轨(1‑2)设置于滑轨支架(1‑1)上。 3.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述图像采集设备(2)安装在滑轨(1‑2)上，且图像采集设备(2)到视觉标靶(7)保持预设距离。 4.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述图像采集设备(2)巡航终点的判断采用视觉采集系统终点识别的方式，采集结束即返回至初始位置。 5.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述图像采集设备(2)的采样精度和采样频率范围满足伸缩缝正常运行工况和各种故障工况的振动状态。 6.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述限位挡块(5)由弹性材料制成。 7.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述上位机(6)安装固定在伸缩缝固定端梁体的端面。 8.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述视觉标靶(7)的标靶布设置在中梁连接杆(8)上。 9.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述中梁连接杆(8)与伸缩缝中梁为刚性连接。 10.根据权利要求1‑9任一项所述的一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，其特征在于，所述正常工况下标定好的相关参数包括振动模态、位移幅值和频谱阈值。
说明书全文	一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统技术领域 [0001] 本发明涉及桥梁监测技术领域，尤其涉及一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统。背景技术 [0002] 随着桥梁行业的发展和造桥技术的突破，工程应用中大跨径桥梁在桥梁跨度组成中占比越来越重。 [0003] 模数式大位移伸缩装置，基于其稳定性、安全性等诸多优点，在大跨径和超大跨径桥梁伸缩缝结构中的应用也越来越广泛。由于大位移伸缩缝安装的工程量较大，并且一旦损伤，对主干道上的大跨径桥梁的通过性和行车安全性有巨大的影响，故障监测系统就应运而生了。监测预警是发挥了医学上的“治未病”理念，在伸缩装置将要发生病害之前，或者已经发生并不严重病害的时候就监测到隐藏的威胁，从而指导桥梁维保单位及时对伸缩装置进行维修和保养。伸缩缝健康监测系统的使用，一方面能够延长伸缩装置的服役寿命，另一方面也能为交通安全提供强有力的技术保障。 [0004] 当前市场上已具备不同类型的伸缩缝结构病害监测或者检测预警装置，但是都有其不可避免的弊端。要么是受限于传感器的使用寿命，需要频繁更换传感器；要么是监测的精度和灵敏度不足，无法及时精确的甄别病害状态和病害发生部位，从而导致监测效果不尽如人意。发明内容 [0005] 为了解决上述问题，本发明提出一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，可以更及时、更精准的对伸缩装置的病害进行预警和报警。 [0006] 本发明采用的技术方案如下： [0007] 一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，设置于桥梁伸缩装置的相邻伸缩缝支承横梁之间，且在伸缩缝下方；所述监测系统包括支承运动件、图像采集设备、位移箱、支承承导件、限位挡块、上位机、视觉标靶、中梁连接杆、互联网云平台及球铰，其中： [0008] 所述支承运动件的一端连接球铰，所述球铰固定在伸缩缝固定端梁体的端部；所述支承运动件的另一端设置于位移箱中，所述位移箱预埋在伸缩缝活动端梁体内，使支承运动件能够沿顺桥向滑动以适应桥梁的伸缩及转动；所述支承承导件固定在位移箱端部，承载及适应桥梁的转角。 [0009] 所述图像采集设备通过支承运动件进行多工况数据采样；所述限位挡块固定在伸缩缝固定端梁体和伸缩缝活动端梁体的端面，对图像采集设备进行限位；所述视觉标靶设置于中梁连接杆下方，所述中梁连接杆与伸缩缝中梁固定。 [0010] 所述上位机被配置为控制图像采集设备巡航及定位，并将图像采集设备采集的数据通过无线网络实时传输到远程控制终端的互联网云平台；所述互联网云平台被配置为对上位机传输的数据进行实时处理，并与正常工况下标定好的相关参数进行对比分析，从而对桥梁伸缩装置的健康状态进行实时监测。 [0011] 进一步地，所述支承运动件包括滑轨支架及滑轨，所述滑轨设置于滑轨支架上。 [0012] 进一步地，所述图像采集设备安装在滑轨上，且图像采集设备到视觉标靶保持预设距离。 [0013] 进一步地，所述图像采集设备巡航终点的判断采用视觉采集系统终点识别的方式，采集结束即返回至初始位置。 [0014] 进一步地，所述图像采集设备的采样精度和采样频率范围满足伸缩缝正常运行工况和各种故障工况的振动状态。 [0015] 进一步地，所述限位挡块由弹性材料制成。 [0016] 进一步地，所述上位机安装固定在伸缩缝固定端梁体的端面。 [0017] 进一步地，所述视觉标靶的标靶布设置在中梁连接杆上。 [0018] 进一步地，所述中梁连接杆与伸缩缝中梁为刚性连接。 [0019] 进一步地，所述正常工况下标定好的相关参数包括振动模态、位移幅值和频谱阈值。 [0020] 本发明的有益效果在于： [0021] 1、本发明的智能监测系统可以更及时、更精准的对伸缩装置的病害进行预警和报警。 [0022] 2、本发明的智能监测系统与桥梁伸缩装置无物理接触，其使用寿命不受伸缩结构的影响，可以适应伸缩缝全寿命周期内的健康监测需求。 [0023] 3、本发明可配合先进的视觉识别系统，通过高精度高频率的数据采样，可以让维保单位实时监测桥梁伸缩装置的工作状态，并精准了解伸缩装置的结构性能。 [0024] 4、本发明可指导维保单位对伸缩装置局部病害位置进行维修和保养，从而达到延长伸缩装置使用寿命的目的。附图说明 [0025] 图1本发明实施例的模数式伸缩缝智能监测系统横断面图。 [0026] 图2本发明实施例的模数式伸缩缝智能监测系统俯视图。 [0027] 图3本发明实施例的支承运动件结构示意图。 [0028] 附图说明：1‑支承运动件，2‑图像采集设备，3‑位移箱，4‑支承承导件，5‑限位挡块，6‑上位机，7‑视觉标靶，8‑中梁连接杆，9‑互联网云平台，10‑球铰；1‑1‑滑轨支架，1‑2‑滑轨；A‑伸缩缝活动端梁体，B‑伸缩缝固定端梁体，C‑伸缩缝支承横梁，D‑顺桥向，E‑伸缩缝中梁。具体实施方式 [0029] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 如图1和图2所示，本实施例提供了一种基于视觉识别的模数式伸缩缝智能监测系统，设置于桥梁伸缩装置的相邻伸缩缝支承横梁C之间，且在伸缩缝下方。该监测系统包括支承运动件1、图像采集设备2、位移箱3、支承承导件4、限位挡块5、上位机6、视觉标靶7、中梁连接杆8、互联网云平台9及球铰10，其中： [0031] 支承运动件1的一端连接球铰10，球铰10固定在伸缩缝固定端梁体B的端部；支承运动件1的另一端设置于位移箱3中，位移箱3预埋在伸缩缝活动端梁体A内，使支承运动件1能够沿顺桥向滑动以适应桥梁的伸缩及转动；支承承导件4固定在位移箱3端部，承载及适应桥梁的转角。 [0032] 优选地，如图3所示，支承运动件1包括滑轨支架1‑1及滑轨1‑2，滑轨1‑2设置于滑轨支架1‑1上。 [0033] 图像采集设备2通过支承运动件1进行多工况数据采样。优选地，图像采集设备2安装在滑轨1‑2上，且图像采集设备2到视觉标靶7保持预设距离，以满足设计要求。图像采集设备2的采样精度和采样频率范围满足伸缩缝正常运行工况和各种故障工况的振动状态。 [0034] 优选地，图像采集设备2巡航终点的判断采用视觉采集系统终点识别的方式，采集结束即返回至初始位置。 [0035] 优选地，图像采集设备2可以采用高速相机实现。 [0036] 限位挡块5固定在伸缩缝固定端梁体B和伸缩缝活动端梁体A的端面，对图像采集设备2进行限位，防止图像采集设备与梁体碰撞。优选地，限位挡块5由弹性材料制成。 [0037] 上位机6(例如工控机)被配置为控制图像采集设备2巡航及定位，并将图像采集设备2采集的数据通过无线网络实时传输到远程控制终端的互联网云平台9；互联网云平台9被配置为对上位机6传输的数据进行实时处理，并与正常工况下标定好的相关参数进行对比分析，从而对桥梁伸缩装置的健康状态进行实时监测。 [0038] 优选地，上位机6安装固定在伸缩缝固定端梁体B的端面。 [0039] 优选地，正常工况下标定好的相关参数包括振动模态、位移幅值和频谱阈值。 [0040] 视觉标靶7设置于中梁连接杆8下方，中梁连接杆8与伸缩缝中梁E固定。优选地，视觉标靶7的标靶布设置在中梁连接杆8上，中梁连接杆8与伸缩缝中梁E为刚性连接。 [0041] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。