[发明专利]一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统及方法

权利要求书

1.一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统，用于检测桥梁裂纹，其特征在于，它包括分布式光纤应变传感子系统、数据处理子系统、无人机子系统和裂纹评估与管理子系统，所述分布式光纤应变传感子系统用于实时采集桥梁各点的应变分布数据，所述无人机子系统根据数据处理子系统的命令控制无人机飞至桥梁指定位置采集图像数据，所述裂纹评估与管理子系统用于裂纹识别结果的评价与管理；所述数据处理子系统通过数据传输模块分别与分布式光纤应变传感子系统、无人机子系统、裂纹评估与管理子系统建立通信，数据处理子系统接收和处理分布式光纤应变传感子系统采集的应变数据，将异常数据通过数据传输模块发送至无人机子系统，无人机子系统采集的图像数据通过数据传输模块发送至数据处理子系统，数据处理子系统识别图像中的裂纹，裂纹评估与管理子系统通过数据传输模块接收数据处理子系统发送的数据、图像和位置信息进行裂纹评估与管理。

2.如权利要求1所述的结合图像识别技术的桥梁裂纹系统，其特征在于，所述数据处理子系统包括异常检测算法模块；数据处理子系统通过数据传输模块接收光纤应变传感子系统采集的应变数据，通过异常检测算法模块处理数据。

3.如权利要求3所述的结合图像识别技术的桥梁裂纹系统，其特征在于，所述数据处理子系统还包括裂纹识别算法模块；数据处理子系统通过数据传输模块接收无人机子系统采集的图像数据，通过裂纹识别算法识别图像中的裂纹。

4.如权利要求1所述的结合图像识别技术的桥梁裂纹系统，其特征在于，所述分布式光纤应变传感子系统包括分布式应变监测主机和应变传感光缆，所述分布式应变监测主机内集成有通信模块，所述应变传感光缆布设于桥梁的混凝土梁底部或侧部开槽处。

5.一种识别桥梁裂纹的方法，采用如权利要求1至4中任一项所述的结合图像识别技术的桥梁裂纹系统，进行桥梁裂纹的检测，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一，采用分布式光纤应变传感子系统实时采集桥梁各点的应变分布数据；

步骤二，数据处理子系统与分布式光纤应变传感子系统建立通信，接收分布式光纤应变传感子系统采集的应变数据，并采用异常检测算法模块处理数据，若发现数据异常，则发送巡检指令给无人机子系统；

步骤三，无人机子系统在接收数据处理子系统命令后，控制无人机飞至桥梁指定位置采集图像数据，无人机子系统采集的图像数据发送给数据处理子系统，数据处理子系统采用裂纹识别算法模块识别图像中的裂纹；

步骤四，裂纹评估与管理子系统，接收数据处理子系统发送的信息，对裂纹识别结果进行评价与管理。

6.如权利要求5所述的识别桥梁裂纹的方法，其特征在于，所述步骤一中，分布式光纤应变传感子系统是基于受激布里渊散射现象实现应变测量的光纤传感系统，其包括分布式应变监测主机、应变传感光缆；所述分布式应变监测主机是应变数据采集装置，其内集成有通信模块，能将采集的应变数据传送给数据处理子系统；所述应变传感光缆用于应变测量，其布设在混凝土梁底部或侧部开槽处，布设时，采用环氧树脂胶将应变光缆和混凝土梁耦合在一起，并使用碳纤维布对应变光缆实现保护。

7.如权利要求5所述的识别桥梁裂纹的方法，其特征在于，所述步骤二中，数据处理子系统采用异常检测算法模块处理光纤应变传感子系统采集的应变数据；所述处理过程，即异常检测算法包括：(1)采用小波变换算法对应变原始数据进行多层分解，分离出车辆载荷产生的应变；(2)采用恒定阈值算法处理剔除车辆载荷应变后的数据，检测应变波动超阈值点；(3)采用比对算法将剔除车辆载荷应变后的数据与历史应变数据比对，检测应变异常点；(4)采用突升突降算法处理剔除车辆载荷应变后的数据，检测应变突变异常点。

8.如权利要求5所述的识别桥梁裂纹的方法，其特征在于，所述步骤三中，无人机子系统包括无人机、无人机机场；所述无人机上挂载有摄像头，用于图像采集；所述无人机机场，用于实现无人机自动起飞、降落、存储、以及自动充/换电、与数据处理子系统进行远程通信。