[发明专利]一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统及方法

说明书

本发明涉及桥梁监测领域，具体提供一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统及方法，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，利用分布式光纤应变传感子系统及数据处理子系统监测应变数据，异常则发送巡检指令给无人机子系统，无人机子系统采集数据异常位置的图像并发送至数据处理子系统，再通过裂纹识别算法识别图像中的裂纹并将计算结果呈现给裂纹评估与管理子系统，裂纹评估与管理子系统对裂纹识别结果进行评价，建立裂纹档案。本发明在传统桥梁裂纹方法基础上，结合图像识别技术对桥梁疑似裂纹位置进行二次确认，系统自动化和智能化程度高，评估结果可靠性高，解决传统单一检测手段误判率高的问题。

技术领域

本发明涉及桥梁监测技术领域，特别涉及桥梁裂纹系统，具体提供了一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统及采用该系统识别桥梁裂纹的方法。

背景技术

桥梁在国民经济发展中起着举足轻重的作用。桥梁在建成后长期受到环境因素、自然条件、载荷作用等因素影响，桥梁表面会出现裂缝，裂缝不仅导致混凝土层对内部钢筋保护失效，还可能会导致混凝土脱落，严重的裂缝更是桥梁坍塌的前兆，因此裂缝是桥梁健康状况的主要评价指标之一。

目前的检测方法仍然采用人工检测方式或者采用传感器的方式，存在很多不足之处：

(1)成本高：人工检测方式需要投入大量的人力和桥检车等设备，耗时长、成本高；

(2)实时性差：人工检测方式定期进行，不能及时发现问题；

(3)可靠性低：单一的传感器检测手段存在着检测数据与检测精度的可靠性低、不确定性高的问题；

(4)信息化程度低：无法建立桥梁裂缝档案，不便于桥梁的管理和维护，无法给管理部门提供决策支撑信息。

由此可见，应用新的技术，研究一种桥梁裂纹识别系统及方法，实现桥梁裂纹的智能化监测，提高采集数据的可靠性和确定性是当前桥梁检测的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统及采用该系统识别桥梁裂纹的方法，通过分布式光纤应变传感子系统对桥梁形变进行监测，利用无人机采集桥梁疑似裂纹位置的图像，采用裂纹图像识别算法对采集的图像进行裂纹确认，解决现有技术中存在的桥梁裂纹检测成本高、手段单一、可靠性低等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供一种结合图像识别技术的桥梁裂纹系统，该系统用于检测桥梁裂纹，包括了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。

优选的是，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。

在上述任一技术方案中优选的是，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。

在上述任一技术方案中优选的是，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。