[發明專利]一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201811151410.0
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109254011B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王建鋒;朱志敏;楊永翌;吳學勤;翟榮龍;陸凌凱
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置，其特征在于，包括：橋梁檢測車主體、橫臂、第一液壓油缸、第一連接支架、第二液壓油缸、縱臂和采集機構總成；

橋梁檢測車主體能夠在待測橋梁的橋面上行走，同時用于作為整個橋梁缺陷檢測裝置的支撐部件；

橫臂的一端與橋梁檢測車主體固定連接，另一端與第一連接支架的上端鉸接；第一連接支架的下端與縱臂的上端鉸接，縱臂的下端與采集機構總成連接；

采集機構總成包括用于采集圖像的單目面陣相機；

第一液壓油缸的缸體端鉸接在橫臂上，第一液壓油缸的推桿端鉸接在第一連接支架上；第二液壓油缸的推桿端鉸接在第一連接支架上，第二液壓油缸的缸體端鉸接在縱臂上；

還包括：第三液壓油缸和第二連接支架；

第二連接支架鉸接在縱臂的下端；第三液壓油缸的推桿端鉸接在第二連接支架上，第三液壓油缸的缸體端鉸接在縱臂上；

采集機構總成設置于第二連接支架上。

2.根據權利要求1所述的一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置，其特征在于，采集機構總成還包括：第一電機、橫梁、行走裝置和軌道；

第一電機固定安裝在第二連接架上；橫梁固定設置在第一電機的輸出軸上；橫梁上設置有軌道；行走裝置可移動的設置于軌道上；

行走裝置上設置有單目面陣相機。

3.根據權利要求2所述的一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置，其特征在于，行走裝置具體包括：行走機構和安裝架；

行走機構包括旋轉軸、移動輪、光電編碼器和第二電機；第二電機的輸出軸與旋轉軸相連接；旋轉軸上設置有移動輪和光電編碼器；

安裝架設置在行走機構上，安裝架上安裝有激光位移傳感器和單目面陣相機。

4.根據權利要求3所述的一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置，其特征在于，安裝架上還設置有照明裝置。

5.根據權利要求2至4中任一項所述的一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置，其特征在于，橫梁上還安裝有加速度計和激光陀螺。

6.一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測方法，其特征在于，基于權利要求2至5中任一項所述的一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測裝置，包括以下步驟：

橋梁缺陷檢測圖像的采集過程：

步驟1.1，通過橋梁檢測車主體帶動所述橋梁缺陷檢測裝置至預設采集點；

步驟1.2，通過第一液壓油缸、第二液壓油缸和第三液壓缸的伸縮，通過第一電機帶動橫梁轉動，調整采集機構總成中的單目面陣相機至預設圖像采集位置；

步驟1.3，單目面陣相機在軌道上移動，完成橋梁一個橫截面上的缺陷檢測圖像的采集；

步驟1.4，重復步驟1.1至步驟1.3，直至整個橋梁的圖像采集完畢；

橋梁缺陷檢測圖像的拼接過程：

步驟2.1，對步驟1.4采集的圖像中的相鄰圖像提取SURF特征點；

步驟2.2，運用NN匹配算法對步驟2.1獲得的特征點進行粗匹配；

步驟2.3，運用改進的RANSAC算法對粗匹配的特征點進行提純；

步驟2.4，根據步驟2.3提純后的特征點，基于最小二乘法，獲得相鄰圖像的像素映射關系；

步驟2.5，根據步驟2.4獲得的相鄰圖像的像素映射關系，將相鄰的圖像依次映射到一幅圖像上，最終獲得橋梁檢測的整體圖像。

7.根據權利要求6所述的一種基于單目面陣相機的橋梁缺陷檢測方法，其特征在于，步驟1.2中，單目面陣相機的攝像頭距橋底面待測區域的距離在2m±0.28m范圍內。