[發(fā)明專利]車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104197851A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 唐亮;周志祥;周勁宇;張曉艷
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發(fā)明涉及土木工程領域，尤其涉及一種車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng) 及方法。

背景技術

橋梁是道路交通的重要組成部分，我國擁有的道路橋梁更是多達數(shù)百萬， 由于技術、經濟等各方面原因，很多橋梁由于長期的超負荷運行，已經進入老 年期，但鑒于目前我國的經濟條件和社會需要，這些進入老年期的橋梁在今后 很長時期還要繼續(xù)運行，如果不及時發(fā)現(xiàn)并消除這些橋梁中的安全隱患，勢必 會造成重大的安全事故。

在現(xiàn)有技術中，橋梁檢查分為傳統(tǒng)的病害檢測方法、常規(guī)橋檢車檢測以及 遠程健康監(jiān)測系統(tǒng)等，但它們在實際應用中都存在各自的局限性。

目前，國內多數(shù)地區(qū)、多數(shù)橋梁仍依靠望遠鏡、支架等輔助儀器、設施來進行 橋梁的日常檢查，這種傳統(tǒng)的橋梁檢測方法存在手段落后、機動性差、成本高、 耗時長、交通影響大、安全度較小、檢測范圍小等一系列的問題。而利用常規(guī) 橋梁檢測車進行檢測其局限性主要有車體龐大笨重，費用高、效率低、存在人 員安全隱患，明顯影響正常交通的問題。遠程健康監(jiān)測是在橋梁結構關鍵部位 安裝傳感器或視頻監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)點是可望及時發(fā)現(xiàn)病害，缺陷是一次性投入大， 且維護成本高，觀測點有限，很難實用于量大面廣的眾多橋梁。

激光路面檢測車用于進行道路路面檢測，技術相對較為成熟。這種檢測車 利用激光測距的原理，對每一個道路橫斷面進行掃描，從而計算得到路面平整 度等信息。這種測量方法在橫斷面上能夠保持較高的精度，而在道路的縱斷面 方向上，依靠車載的慣性參照系統(tǒng)進行車輛顛簸信息的校正，精度較差。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng)，通過橋面表 觀及橋面空間曲面變化的監(jiān)測來判別當前橋梁結構的安全性，以克服現(xiàn)有橋梁 檢測技術的不足。

本發(fā)明提供的車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng)，包括檢測車和檢測裝置， 所述檢測裝置至少包括：所述檢測裝置至少包括：檢測架和橋面信號處理裝置 以及安裝在檢測架上的3D相機、激光儀；所述激光儀向橋面發(fā)射激光束，所述 3D相機對激光束進行掃描并采集橋面數(shù)據(jù)，并將采集到的橋面數(shù)據(jù)傳到橋面信 號處理裝置。所述激光儀向橋面方向發(fā)射激光束，所述3D相機安裝于檢測架后 端，3D相機對激光束進行掃描并采集橋面數(shù)據(jù)，并將采集到的橋面數(shù)據(jù)傳到 橋面信號處理裝置。

進一步，所述的車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述激光 儀的數(shù)量至少為四個。

進一步，所述的車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng)，檢測架安裝在檢測車尾 部，車廂內部設有滑軌，檢測架安裝在滑軌上，通過滑動收納于檢測車車廂內 部

進一步，一種利用車載橋面形態(tài)-結構安全檢測系統(tǒng)對橋面進行安全檢測的 方法，包括如下步驟：

S1.控制安裝在檢測車尾部檢測架的四個激光儀分別向橋面方向發(fā)射激光 束并形成第一檢測區(qū)域，同時控制3D相機對檢測區(qū)域進行拍照掃描并采集橋面 信號數(shù)據(jù)；

S2.控制檢測車運行至第二個數(shù)據(jù)采集點，重復步驟S1；

S3.重復步驟S2，直至獲取全橋橋面的信號數(shù)據(jù)，并傳輸至信號處理裝置。

進一步，所述步驟S2包括：控制檢測車運行至第二個數(shù)據(jù)采集點，使射向 橋面的激光束的前三條與在第一個數(shù)據(jù)采集點發(fā)射的激光束的后三條重合，形 成第二檢測區(qū)域，3D相機對第二檢測區(qū)域進行掃描并采集信號數(shù)據(jù)。

進一步，通過3D相機掃描數(shù)據(jù)，將激光束形成的監(jiān)測區(qū)域按檢測順序進行 拼疊，獲得整橋橋面曲面數(shù)據(jù)。

進一步，3D相機通過三角測量原理對拍攝掃描數(shù)據(jù)進行處理，獲取橋梁橫 斷面到激光儀的距離數(shù)據(jù)。

進一步，將整橋橋面曲面數(shù)據(jù)進行消噪處理，獲取橋面結構的曲面的起伏 曲線。