[发明专利]基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法

说明书

本发明公开了基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法，包括以下步骤：S1、在移动车辆上安装加速仪形成移动采集设备；S2、驱动移动车辆匀速通过待检测桥梁，移动车辆上的加速仪采集加速度信号；S3、通过傅里叶变换获取移动车辆动力响应频谱；S4、重复10次上述操作，对动力响应频谱内的幅值Xf进行平均，并绘制能量谱密度曲线PSD，进而求取桥梁模态振型；S5、调整移动车辆位置，重复上述操作，获取多个桥梁模态振型。本发明通过基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法，可以有效的检测桥梁动力特性，工作人员无需封锁桥梁，保证了桥梁的正常通行效率，也无需预设多个传感器，大大减低了操作难度，方便工作人员操作，也可以保证检测的准确性。

技术领域

本发明属于桥梁动力学技术领域，具体涉及基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法。

背景技术

桥梁一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，其中，上部结构又称桥跨结构是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。

随着桥梁的长时间使用，其动力特性容易方法变化，若工作人员不能及时发现，则会引发更大的工程事故，因此，需要阶段性的对桥梁进行动力特性识别检测，为长期监测桥梁结构性能变化提供可靠依据。现有的桥梁动力特性监测方法包括静态实验和结构振动实验，但静态实验在操作时，需要封锁桥梁，进而容易影响通行，造成交通的拥堵，而结构振动实验需要预设多个传感器，且需要专门的激励方式，整体操作较为困难，也容易存在识别不精确的问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法，以解决上述的桥梁动力特性识别方法存在弊端问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

基于机器视觉的桥梁动力特性识别方法，包括以下步骤：

S1、在移动车辆上安装加速仪形成移动采集设备；

S2、驱动移动车辆匀速通过待检测桥梁，移动车辆上的加速仪采集加速度信号；

S3、通过傅里叶变换获取移动车辆动力响应频谱；

S4、重复10次上述操作，对动力响应频谱内的幅值Xf进行平均，并绘制能量谱密度曲线PSD，进而求取桥梁模态振型；

S5、调整移动车辆位置，重复上述操作，获取多个桥梁模态振型。

进一步地，所述S1中的移动车辆连接在牵引车辆上，牵引车辆用于驱动移动车辆进行移动，以便测量桥梁的动力特性；

移动车辆与牵引车辆通过软性连接件进行连接，用于大大降低移动车辆向牵引车辆传递的振动信号，保证振动信号采集的精准性。

进一步地，所述牵引车辆上安装有信号接收器、摄像设备和定位系统，所述信号接收器与所述加速仪无线连接，所述信号接收器用于收集加速仪采集的加速度信号，所述摄像设备用于拍摄牵引车辆的行进轨迹，保证移动车辆的移动路径，所述定位系统用于定位牵引车辆的位置，以便更好的进行数据采集。

进一步地，所述牵引车辆上安装有处理终端，所述处理终端内设有计算机程序,用于处理加速仪采集的加速度信号。

进一步地，所述移动车辆上还设有配重件，用于自由改变移动车辆自重，以便可以有效控制移动车辆本身的固有频率。

进一步地，所述移动车辆的行车速度分别为：5km/h、20km/h、40km/h、60km/h、80km/h和100km/h，便于提高桥梁动力特性的监测精确度，保证整体的测量结果，大大降低整体的监测误差。