[发明专利]一种桥梁裂缝实时监测及快速预警装置

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁监测领域，特别涉及一种桥梁裂缝实时监测及快速预警装置。

背景技术

建筑框架中混凝土是使用最为广泛的建筑材料。现代科学对混凝土的研究和应用实践表明：在混凝土材料结构的桥梁中，裂缝的产生是无法避免的。目前对此危险的检测多停留在人工阶段，通常使用近距离的检测仪器将裂缝放大后对宽度进行检测，裂缝的长度则是靠不精确的测量或者估计得到，这种方法需要检测人员借助道路检测或者搭架人工用设备定期进行检测，工作强度大、检测费用高且对人员安全要求很高；而且在人工检测时虽然发现了桥梁部分符合混凝土裂缝限制标准的细小裂缝，经过一段时间后，裂缝变化没有引起重视，当恶劣环境和载荷加重突然变化时，这种细小裂缝受到瞬间强压时裂缝突然扩大，由于不能实时进行检测和快速预警而产生严重后果。现有桥梁自动检测主要有三种：一是基于超声波的检测技术，但对目标裂缝的位置识别不准确，而且受环境影响因素大、误差大；二是基于单目视觉检测技术，只能获得二维坐标信息，无法获得三维坐标信息；三是人工携带的移动装置上安装双目视觉系统，但是只用一组双目视觉，既耗费大量的人力物力，且检测时间长、效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种实时监测、成本低、检测信息准确、反应速度快的桥梁裂缝实时监测及快速预警装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种桥梁裂缝实时监测及快速预警装置，包括双目视觉传感器、喇叭、安全栏杆和监控系统，在桥梁的每两个桥墩3之间的桥面下方安装一个组合式双目视觉传感器部件8，桥梁护栏11顶部每隔一段距离安装一个双目视觉传感器5，所有的组合式双目视觉传感器部件8和双目视觉传感器5的信息采集结果都通过无线远程发送给监控主机9；桥梁两端各安装一个安全栏杆2，每个安全栏杆2上安装一个喇叭1。

所述喇叭1用于在事故发生时快速警告车辆及行人禁止通行。

所述安全栏杆2用于在事故发生时控制桥梁的车辆出入，在无事故发生时处于通行状态，在危险发生时立即转为禁止通行状态。

所述双目视觉传感器5根据桥梁的长度每隔一定距离安装于桥梁护栏11的顶部，用于检测桥梁上层公路7的裂缝及裂缝变化。每个双目视觉传感器5的视角范围都指向正前方区域，以便监控范围能最大程度地覆盖桥面。

所述组合式双目视觉传感器部件8安装于桥面下方的悬挂框架4上。

所述组合式双目视觉传感器部件8为球形结构，包括4个圆弧形导轨；其中3个导轨位于上方用于监控桥面底部状况，每个导轨上安装有3组双目视觉传感器，每个导轨上的双目视觉传感器之间的距离可调；另外1个导轨位于下方用于监控桥墩状况，导轨上安装有1组双目视觉传感器。由于组合式双目视觉传感器部件8采用球形结构，所以从受力角度看，无论组合式视觉传感器部件8受到哪个方向的外力（例如风力），其整个球形结构都是弧面受力，可以缓冲减小冲击力，因此其受力比长方型结构的表面受力小很多，而且受力后摆动小，双目视觉传感器获得图像清晰，受噪声影响小。此外，由于组合式双目视觉传感器部件8采用了10组双目视觉传感器，可以大面积实时检测两个桥墩3之间桥梁底部最容易发生断裂区域的细小裂缝及桥梁受到瞬间强压时裂缝突然扩大的变化、并且可以实时检测桥墩3的状况，相比单一的双目视觉传感器具有更高的实时监控效率。

所述监控系统包括监控主机9和控制及无线收发装置10。

所述双目视觉传感器5采集到的信息通过无线收发装置发送给监控主机9。

所述组合式双目视觉传感器部件8的中间安装有控制及无线收发装置10，用于控制双目视觉传感器的工作并将采集到的图像信息发送给远程的监控主机9。

所述监控主机9包括图像库和图像分析系统；所述图像库，包括无裂缝图的模板样本、正常范围内的混凝土表面纹路模板样本和混凝土裂缝图像的模板样本；所述图像分析系统采集到组合式双目视觉传感器部件8和双目视觉传感器5的实时图像信号后，利用模板匹配原理，将采集到的实时图像信号与图像库中的模板样本进行模板匹配监测，以模板匹配法作为判断桥梁表面有无裂缝的依据，判断桥梁是否出现裂缝及分类划定其危险程度。