[發明專利]一種橋梁裂縫實時監測及快速預警裝置

有效

• 申請號: 201310439955.2
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103453892A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 馮文賢;唐昀超;侯家奇;葉敏;鄒湘軍
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;華南農業大學
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G08C17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松;付曄

技術領域

本發明涉及橋梁監測領域，特別涉及一種橋梁裂縫實時監測及快速預警裝置。

背景技術

建筑框架中混凝土是使用最為廣泛的建筑材料。現代科學對混凝土的研究和應用實踐表明：在混凝土材料結構的橋梁中，裂縫的產生是無法避免的。目前對此危險的檢測多停留在人工階段，通常使用近距離的檢測儀器將裂縫放大后對寬度進行檢測，裂縫的長度則是靠不精確的測量或者估計得到，這種方法需要檢測人員借助道路檢測或者搭架人工用設備定期進行檢測，工作強度大、檢測費用高且對人員安全要求很高；而且在人工檢測時雖然發現了橋梁部分符合混凝土裂縫限制標準的細小裂縫，經過一段時間后，裂縫變化沒有引起重視，當惡劣環境和載荷加重突然變化時，這種細小裂縫受到瞬間強壓時裂縫突然擴大，由于不能實時進行檢測和快速預警而產生嚴重后果。現有橋梁自動檢測主要有三種：一是基于超聲波的檢測技術，但對目標裂縫的位置識別不準確，而且受環境影響因素大、誤差大；二是基于單目視覺檢測技術，只能獲得二維坐標信息，無法獲得三維坐標信息；三是人工攜帶的移動裝置上安裝雙目視覺系統，但是只用一組雙目視覺，既耗費大量的人力物力，且檢測時間長、效率低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種實時監測、成本低、檢測信息準確、反應速度快的橋梁裂縫實時監測及快速預警裝置。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種橋梁裂縫實時監測及快速預警裝置，包括雙目視覺傳感器、喇叭、安全欄桿和監控系統，在橋梁的每兩個橋墩3之間的橋面下方安裝一個組合式雙目視覺傳感器部件8，橋梁護欄11頂部每隔一段距離安裝一個雙目視覺傳感器5，所有的組合式雙目視覺傳感器部件8和雙目視覺傳感器5的信息采集結果都通過無線遠程發送給監控主機9；橋梁兩端各安裝一個安全欄桿2，每個安全欄桿2上安裝一個喇叭1。

所述喇叭1用于在事故發生時快速警告車輛及行人禁止通行。

所述安全欄桿2用于在事故發生時控制橋梁的車輛出入，在無事故發生時處于通行狀態，在危險發生時立即轉為禁止通行狀態。

所述雙目視覺傳感器5根據橋梁的長度每隔一定距離安裝于橋梁護欄11的頂部，用于檢測橋梁上層公路7的裂縫及裂縫變化。每個雙目視覺傳感器5的視角范圍都指向正前方區域，以便監控范圍能最大程度地覆蓋橋面。

所述組合式雙目視覺傳感器部件8安裝于橋面下方的懸掛框架4上。

所述組合式雙目視覺傳感器部件8為球形結構，包括4個圓弧形導軌；其中3個導軌位于上方用于監控橋面底部狀況，每個導軌上安裝有3組雙目視覺傳感器，每個導軌上的雙目視覺傳感器之間的距離可調；另外1個導軌位于下方用于監控橋墩狀況，導軌上安裝有1組雙目視覺傳感器。由于組合式雙目視覺傳感器部件8采用球形結構，所以從受力角度看，無論組合式視覺傳感器部件8受到哪個方向的外力（例如風力），其整個球形結構都是弧面受力，可以緩沖減小沖擊力，因此其受力比長方型結構的表面受力小很多，而且受力后擺動小，雙目視覺傳感器獲得圖像清晰，受噪聲影響小。此外，由于組合式雙目視覺傳感器部件8采用了10組雙目視覺傳感器，可以大面積實時檢測兩個橋墩3之間橋梁底部最容易發生斷裂區域的細小裂縫及橋梁受到瞬間強壓時裂縫突然擴大的變化、并且可以實時檢測橋墩3的狀況，相比單一的雙目視覺傳感器具有更高的實時監控效率。

所述監控系統包括監控主機9和控制及無線收發裝置10。

所述雙目視覺傳感器5采集到的信息通過無線收發裝置發送給監控主機9。

所述組合式雙目視覺傳感器部件8的中間安裝有控制及無線收發裝置10，用于控制雙目視覺傳感器的工作并將采集到的圖像信息發送給遠程的監控主機9。

所述監控主機9包括圖像庫和圖像分析系統；所述圖像庫，包括無裂縫圖的模板樣本、正常范圍內的混凝土表面紋路模板樣本和混凝土裂縫圖像的模板樣本；所述圖像分析系統采集到組合式雙目視覺傳感器部件8和雙目視覺傳感器5的實時圖像信號后，利用模板匹配原理，將采集到的實時圖像信號與圖像庫中的模板樣本進行模板匹配監測，以模板匹配法作為判斷橋梁表面有無裂縫的依據，判斷橋梁是否出現裂縫及分類劃定其危險程度。