[發明專利]橋墩底床高程的多鏡頭監視系統

有效

• 申請號: 201010148413.6
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN102223519A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 張文鎰;蔡惠峰;賴進松;李隆正;林圣峰;游騰一;廖于慧;連和政;羅俊雄
• 申請（專利權）人: 財團法人國家實驗研究院
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;E01D19/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明是有關于一種橋墩底床高程的監視系統，特別是指一種具有多鏡頭的監視系統。

背景技術

近幾年來，世界各國風災與水災頻繁，每當災害來時，經常導致河川、溪水暴漲，使得橋墩基礎沖刷嚴重，讓橋墩的基樁裸露于外，如此即會導致橋梁側向承載力量不足，因而發生傾斜或斷裂的情形。若洪水太大，即會直接沖斷橋墩，進而導致橋梁突然直接沖落于水，而危及通行安全。上述情形不僅導致交通聯絡中斷，而且往往在短時間內會造成人民生命、公共財產與地方建設的損失。因此，現今為能充分了解橋墩的底床沖刷情形并實時預警，是發展出監測系統，如此可盡早發現橋墩的底床沖刷嚴重，以實時預警管制，而確保通行安全，避免因為橋梁可能斷裂所造成的二次傷害，以及適時補強修護以延長橋梁的使用壽命。甚至更能長期記錄偵測數據，以建立完整橋墩沖刷數據庫，而供日后橋墩保護與底床整治之用。

目前在許多橋墩沖刷監測相關技術中，最常使用的監測方法如下：

透地雷達法(Ground?Penetrating?Radar)，其為一種非破壞性檢測技術，是以高頻電磁波源發射雷達波滲透入不同的物質界層，而推算出底床的高程變化，其優點為可連續記錄底床的高程變化，但缺點為操作費時，且需要專業的訓練后才能操作。

磚塊編號法(Numbered?bricks)，其是利用固定尺寸的復數磚塊所組成的磚塊數組，每一磚塊均依序編號與注記其上，然后埋置于橋墩上游河段的底床下，當洪水來臨時，藉由磚塊被沖離原位與數量，來量測底床的高程變化。其缺點為需要開挖底床，且每次只能使用一次，并且只能量測到刷下的深度，無法獲知回淤的深度。

滑動磁軸環法(Sliding?magnetic?collar)，其是在橋墩柱表面前裝置一個滑動桿，滑動桿為中空設計，其外部有一軸環套于其上，當河床被沖刷，軸環便會下移，提供特定位置的沖刷深度，而滑動桿的內部則有一磁力感應器，其會隨外部軸環套同步移動，并將移動的訊號利用線路傳輸到外部。其缺點為只能記錄沖下去的深度，無法獲知回淤的深度。

戶外監視鏡頭辨識水位法，其是藉由影像擷取裝置對該液面進行該待測水位影像的截取，再經由該影像前置處理對該待測影像進行一連串影像處理，之后再與已處理的影像進行比例計算，而得出該液面的高度值，但其無法用于橋墩沖刷監測。

自移式鏡頭監測法，其為申請人在臺灣所申請的第098131157號發明專利申請案，其主要在橋墩底床邊埋入一中空容置體，并固定于橋墩，容置體內部有監測用的攝影機裝置并設于承載具上，利用馬達來控制承載具上下做垂直移動，以監視沙面沖刷的狀況。當沙面淤積上升或是沖刷下降時，可由實時影像辨識系統來追蹤沙面，所以不管淤積或沖刷皆可探知。其缺點為因為要控制承載具移動所以耗電量大，且由于是利用無線傳輸方式傳送數據，所以傳輸質量易受馬達干擾。

重力式沖刷測量裝置，沙面遭受沖刷后降低，隨著沙面降低探測體也由于重力作用往下沉降，讀取下降的高度即可獲知沖刷深度。其缺點為只能偵測沖刷，當淤積時無從量測。

發報器式土層沖刷監測系統，其埋設多個發報器于土層中，當沙面遭受沖刷到達一定深度時，發報器會移動或震動，藉此來獲得沙面的沖刷狀況。其缺點是只能測沖刷，當淤積無從量測。

光纖傳感器，利用光纖光柵來做監測的一種量測系統。由于介質附于光纖上會改變光纖內部的折射率，以及造成內部光波波長有漂移現象，如此即可進而推知介質的所在深度。其缺點是光纖必須直接附在水或沙面上，而光纖較脆弱，容易遭受破壞。

由上述說明現今常用的監測方法可得知，其于使用上皆有一定限制與不便之處，因此如何以其它較佳方式監測橋墩的底床沖刷狀態，以延長橋梁的使用壽命，仍為現今的一大重要課題。

因此，本發明即針對上述問題而提出一種橋墩底床高程的多鏡頭監視系統，不僅可改善上述現有缺點，且可實時監控橋墩底床的高程變化，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的之一，在于提供一種橋墩底床高程的多鏡頭監視系統，其設置一容置體于橋墩，且設置復數攝影單元于容置體，藉由一控制模塊啟動該些攝影單元之一以攝影水面下的底床并產生一監視影像，控制模塊隨即分析監視影像，而實時得知底床的高程變化并傳輸至遠程監視單元，以進行實時監控與記錄，如此可達到降低傳輸數據的目的，而減少所需的傳輸頻寬。

本發明的目的之一，在于提供一種橋墩底床高程的多鏡頭監視系統，其僅啟動一攝影單元對水面下的底床進行攝影，且不需移動攝影單元，所以可達節省電源的目的。