[发明专利]一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，用于铁路桥梁表面，特别是野外大跨度、长距离的高架铁路桥梁的表面裂缝检查，属于桥梁安全监测领域。

背景技术

铁路桥梁表面出现裂缝是内部损伤达到一定危险程度的集中表现，是桥梁出现结构性危险的最明显的信号，当裂缝的宽度达到0.2mm以上时，外界水汽容易进入内部加速钢筋腐蚀，可能直接破坏桥梁整体性，使桥梁承载能力大为降低，影响铁路的安全运行。因此，及时捕捉、检查桥梁表面裂缝，对于预示或及时发现工程险情，保证桥梁的可靠运营以及延长桥梁的使用寿命具有重要意义。

当前桥梁检测主要依靠工作人员乘坐在桥检车的吊篮里靠近待检测桥面人工观察，主要凭借个人经验目视检测，给定检测结果，容易受到主观因素的影响且效率低、危险性高，同时，因吊篮要靠近待检测桥面，当吊篮遇到桥墩和避车台时，桥检车要停止走行，收回吊篮，避开桥墩和避车台后再伸展到工作位置，工作效率很低；另外一种方式是应用视觉技术在地面用远距离观测装置或者其它搭载装置检查桥梁表面，多是对城市里距离较短的公路桥梁进行检测，通常依靠自然光照明，易受天气变化的影响，或者缺少连续存储装置；另外也有应用视觉检测技术用于轻轨轨道梁面检测的装置，但是针对的是特殊梁体结构设计的检测系统，由于野外环境地理、地质条件复杂，这些方法都不适合野外大量存在的大跨度、长距离的高架铁路桥梁表面的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，以能够对铁路桥梁表面裂缝进行快速、高精度检测并能够定位缺陷。

本发明的技术解决方案是：一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，本装置采用视觉检测技术，利用相机对待检桥梁表面成像，记录、存储图像数据，然后通过图像处理和模式识别技术，分析、提取表面的裂缝特征，从而实现裂缝的检测。

一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，其特征在于：该装置包括照明系统、成像系统、温控系统、数据采集存储系统、定位系统，其中照明系统、成像系统、温控系统安装在轨道式桥检车的吊篮上；

照明系统包括照明光源和控制电路，对待检测桥梁表面正面照明；该控制电路作为光源与相机的接口受相机信号控制，控制照明光源的闪烁频率；

温控系统包括加装光学玻璃、加热器和风扇的防护罩保护相机和镜头能够在野外环境下正常工作；

成像系统包括相机和镜头，安装在防护罩内，与照明系统配合采集图像；

数据采集存储系统，安装在轨道式桥检车的控制室内，将成像系统实时采集的图像数据记录在磁盘上；

定位系统安装在桥检车车轮轴上，确定缺陷在桥梁上的位置。

其中，所述的照明系统采用的照明光源为频闪光源。

其中，所述的照明系统和成像系统采用的布局结构为：相机纵向交错排列，照明光源采用一上两下或一下两上的布置方式，使待检测桥梁区域光照均匀。

其中，所述的成像系统采用的相机为千兆网接口的面阵CCD相机，该相机通过千兆网卡与数据采集存储系统相连。

其中，所述的成像系统采用的镜头为长焦镜头。

其中，所述的定位系统采用光电编码器，该编码器每隔固定角度输出脉冲信号，输入CCD相机驱动相机拍摄图像。

其中，所述的数据采集存储系统包括存储计算机和磁盘存储阵列，所述的磁盘存储阵列采用磁盘存储阵列卡与SAS硬盘构成。

本发明的原理是：将本发明安装在桥检车的吊篮上，利用视觉检测技术，当桥检车在铁轨上连续走行时，定位系统输出脉冲信号，输入CCD相机驱动相机连续拍摄图像，同时相机通过光源控制电路控制频闪光源交替依次闪光为相机补充光照，获得的图像数据经过千兆网线实时传输进入存储计算机存储下来，利用图像处理技术对存储的图像数据进行处理，识别出裂缝、掉块等缺陷，最终给出所检测缺陷的大小及位置信息。

本发明一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，与现有技术相比的优点在于：(1)与现有人工的桥梁检测技术相比，采用视觉检测技术，避免了传统人工检测时易受到疲劳、操作经验等主观因素影响的缺点，降低劳动强度和操作危险性；(2)用频闪光源为相机补充光照，减小自然光的影响；(3)本发明可连续工作，桥检车不用避让桥墩和避车台，直接通过，实现快速、高精度连续检测；(4)使用千兆网接口面阵CCD相机，通过千兆网卡与计算机直接相连，不用专用的图像采集卡，且千兆网线的数据传输距离长，避免其它接口相机数据传输距离近的缺陷，利于将成像系统与存储控制系统分开较远距离，因此，操作人员可以在桥检车的控制室内完成操作，改善操作人员的工作环境。

附图说明

图1为本发明的结构框图；