[发明专利]基于云计算和图像分析的装配式桥梁桥面安全实时监测方法及监测管理云平台

权利要求书

1.基于云计算和图像分析的装配式桥梁桥面安全实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:实时检测各个检测子区域内的环境参数，并与标准环境参数进行对比；

S2：实时检测各个检测子区域内伸缩缝形变量，并与标准伸缩缝形变量进行对比；

S3：实时获取各个检测子区域内的噪声分贝，并确定对应的噪声分贝等级以及噪声分贝影响系数；

S4：根据S1、S2和S3获得的数据以统计伸缩缝质量安全系数，并确定伸缩缝质量安全等级，以进行显示；

上述基于云计算和图像分析的装配式桥梁桥面安全实时监测方法使用了一种基于云计算和图像分析的装配式桥梁桥面安全实时监测系统，包括区域划分模块、环境参数检测模块、环境参数预处理模块、图像采集模块、图像预处理模块、伸缩缝形变量获取模块、噪声分贝统计模块、数据库、建模分析服务器、管理服务器和显示终端；

所述图像采集模块分别与区域划分模块和图像预处理模块连接，伸缩缝形变量获取模块分别与图像预处理模块和建模分析服务器连接，噪声分贝统计模块分别与建模分析服务器和数据库连接，环境参数预处理模块分别与环境参数检测模块和建模分析服务器连接，管理服务器分别与数据库、建模分析服务器和显示终端连接，数据库和建模分析服务器连接；

所述区域划分模块用于对装配式桥梁桥面的各个伸缩缝进行划分，按照从桥头至桥尾的顺序，将装配式桥梁桥面的各个伸缩缝划分为各个面积相同的检测子区域，各个检测子区域与各个伸缩缝一一对应，将划分后的各检测子区域按照各检测子区域依次距离桥头的距离由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,g；

所述环境参数检测模块用于实时对各个检测子区域内的环境参数进行检测，并将检测的各个检测子区域内的环境参数中的温度和湿度发送至环境参数预处理模块；

所述环境参数预处理模块接收环境参数检测模块发送的各个检测子区域内的环境参数中的温度和湿度，对接收的各个检测子区域内的环境参数中的温度和湿度按照检测时间段进行划分，根据设定的时间间隔值，将划分的多个检测时间段参数按照检测时间的先后顺序进行编号，依次标记为1,2,...,t,...,u,构成每天的时间段环境参数集合A_iw(a_iw1,a_iw2,...,a_iwt,...,a_iwu),a_iwt表示为第i个检测子区域内第t个检测时间段内第w个环境参数对应的数值，t表示为检测时间段，w表示为环境参数，w＝p1,p2,p1,p2分别表示为各个检测子区域内的温度和湿度，环境参数预处理模块将每天的时间段环境参数集合发送至建模分析服务器；

所述图像采集模块包括高清摄像头，用于实时对各个检测子区域内的伸缩缝进行图像采集，并将采集的各个检测子区域内的伸缩缝图像发送至图像预处理模块；

所述图像预处理模块接收图像采集模块发送的各个检测子区域内的伸缩缝图像，对接收的各个检测子区域内伸缩缝图像进行图像分割，拼接图像分割得到的伸缩缝特征区域，并去除该区域之外的背景图像，将保留的伸缩缝特征区域图像通过几何归一化处理变化为大小一致且不存在偏角的伸缩缝图像，同时进行灰度变换和图像增强处理，得到处理后的伸缩缝目标图像，并将处理后的各个检测子区域的伸缩缝目标图像发送至伸缩缝形变量获取模块；

所述伸缩缝形变量获取模块接收图像预处理模块发送的处理后的各个检测子区域的伸缩缝目标图像，对接收的处理后的各个检测子区域的伸缩缝目标图像进行伸缩缝形变量获取，并按照检测时间段进行划分，与各个检测子区域内环境参数的检测时间段一一对应，构成每天的时间段伸缩缝形变量集合B_t(b_t1,b_t2...,b_ti,...,b_tg)，b_ti表示为第i个检测子区域内第t个检测时间段内伸缩缝的形变量，并将每天的时间段伸缩缝形变量集合发送至建模分析服务器；

所述噪声分贝统计模块包括分贝仪，用于实时检测各个检测子区域内的噪声分贝，并按照检测时间段进行划分，与各个检测子区域内环境参数的检测时间段一一对应，将检测的各个检测子区域内各个检测时间段内的噪声分贝与数据库中存储的各噪声分贝等级对应的噪声分贝范围进行对比，提取各个检测子区域内各个检测时间段的噪声分贝对应的噪声分贝等级，将提取的各个检测子区域内各个检测时间段的噪声分贝等级发送至建模分析服务器；

所述数据库用于存储各季节所设定的各检测时间段对应的标准温度和湿度，存储各噪声分贝等级对应的噪声分贝范围，各噪声分贝等级对应的噪声分贝影响系数，存储标准伸缩缝形变量，存储各伸缩缝质量安全等级对应的伸缩缝质量安全系数范围；

所述建模分析服务器接收环境参数预处理模块发送的每天的时间段环境参数集合，并将每天的各检测子区域内各检测时间段对应的环境参数与当前季节所设定的各检测时间段对应的标准温度和湿度进行对比，构成时间段环境参数对比集合A′_iw(a′_iw1,a′_iw2,...,a′_iwt,...,a′_iwu)，a′_iwt表示为第i个检测子区域内第t个检测时间段内第w个环境参数对应的数值与当前季节对应的第t个检测时间段内第w个环境参数对应的标准数值之间的差值；

建模分析服务器接收伸缩缝形变量获取模块发送的每天的时间段伸缩缝形变量集合，并将每天的各检测子区域内各检测时间段对应的伸缩缝形变量与数据库中存储的标准伸缩缝形变量进行对比，构成时间段伸缩缝形变量对比集合B′_t(b′_t1,b′_t2...,b′_ti,...,b′_tg)，b′_ti表示为第i个检测子区域内第t个检测时间段内伸缩缝的形变量与标准伸缩缝形变量之间的差值；

所述建模分析服务器接收噪声分贝统计模块发送的各个检测子区域内各个检测时间段内的噪声分贝等级，并获取数据库中存储的各噪声分贝等级对应的噪声分贝影响系数，进而得到各个检测子区域内各检测时间段对应的噪声分贝影响系数，构成时间段噪声分贝影响系数集合C_t(c_t1,c_t2,...,c_ti,...,c_tg)，c_ti表示为第i个检测子区域内第t个检测时间段的噪声分贝影响系数；

建模分析服务器根据时间段环境参数对比集合、时间段伸缩缝形变量对比集合和时间段噪声分贝影响系数，以统计伸缩缝质量安全系数，并将伸缩缝质量安全系数发送至管理服务器；

所述管理服务器接收建模分析服务器发送的伸缩缝质量安全系数，并将统计的伸缩缝质量安全系数与数据库中存储的各伸缩缝质量安全等级对应的伸缩缝质量安全系数范围进行对比，若该伸缩缝质量安全系数在一级伸缩缝质量安全等级对应的伸缩缝质量安全系数范围内，则该伸缩缝的质量安全等级为一级，若该伸缩缝质量安全系数在二级伸缩缝质量安全等级对应的伸缩缝质量安全系数范围内，则该伸缩缝的质量安全等级为二级，若该伸缩缝质量安全系数在三级伸缩缝质量安全等级对应的伸缩缝质量安全系数范围内，则该伸缩缝的质量安全等级为三级，管理服务器并将各检测子区域的伸缩缝质量安全系数以及对应的质量安全等级发送至显示终端；

所述显示终端接收管理服务器发送的各检测子区域的伸缩缝质量安全系数以及对应的质量安全等级，并进行显示。