[發(fā)明專利]一種基于系留無人機的大型橋梁檢測方法及檢測裝置

有效

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• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109374651B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李清泉;王永全;汪馳升;朱家松
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G01N21/956
• 分類號: G01N21/956;G05D1/10;B64C39/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開了一種基于系留無人機的大型橋梁檢測方法及檢測裝置，其中，檢測方法包括步驟：將系留電源布置在橋面上，無人機從橋面起降，對橋梁表面進行檢測；或者，將系留電源布置在地面上，無人機從地面起降，對橋梁表面進行檢測。本發(fā)明基于系留無人機，提供了兩種橋梁檢測的作業(yè)方法，操作人員處于橋面或橋下安全地帶，安全有保證，而且作業(yè)簡單，同時不影響正常交通；此外系留無人機有地面供電，可以連續(xù)飛行，能夠滿足續(xù)航的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像識別處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于系留無人機的大型橋梁檢測方法及檢測裝置。

背景技術(shù)

近十幾年，我國交通事業(yè)的發(fā)展迅速，橋梁公路里程不斷增加，截止到2015年底，全國橋梁公路達到77.92萬座，4592.77萬米。其中，特大橋梁3894座、690.42萬米，大橋79512座、2060.85萬米。同時，近年來隨著國家路網(wǎng)的不斷完善和物流產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，公路交通流量顯著增長，超大型運輸車和超重車數(shù)量日益增多，橋梁在服役年限里加速了老化和破損，難以適應(yīng)日益增長的交通運輸量需求。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國公路路網(wǎng)中有超過10萬座橋梁被定為危橋。眾多因素降低了橋梁承載能力和耐久性，甚至影響運營的安全，由此引起的一系列問題都需要相應(yīng)的維修、改造和加固來解決，而這些工作又必須在對橋梁結(jié)構(gòu)進行詳細和全面檢測的基礎(chǔ)上才能進行。因此，準(zhǔn)確、高效的橋梁檢測工作十分重要。

目前，常用的橋梁檢測方法有很多種，例如支架檢測、望遠鏡檢測、爬壁機器人、橋梁檢測車、橋梁承載能力檢測等。不過，這些現(xiàn)有的大型橋梁檢測方式還存在一些不足:1)可操作的難度非常大，對于橋梁的高墩結(jié)構(gòu)以及涉水區(qū)段等，存在一定的檢測盲區(qū)；2)實時性差，橋梁損壞事故發(fā)生后不能快速檢測橋梁的最新情況；3)危險系數(shù)比較高，給檢測人員帶來一定的安全風(fēng)險；4)進行橋梁的靜載或動載檢測會嚴重影響正常交通。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于系留無人機的大型橋梁檢測方法及檢測裝置，旨在解決現(xiàn)有的橋梁檢測方法操作難度大、不安全、并且會影響正常的交通運行的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于系留無人機的大型橋梁檢測方法，包括步驟：

將系留電源布置在橋面上，無人機從橋面起降，對橋梁表面進行檢測；

或者，將系留電源布置在地面上，無人機從地面起降，對橋梁表面進行檢測。

所述的基于系留無人機的大型橋梁檢測方法，其中，對橋梁表面進行檢測的步驟包括：

步驟S1：獲取橋梁表面的初始影像，以及所述初始影像與橋梁表面對應(yīng)的位置信息；

步驟S2：對所述初始影像進行灰度校正，以去除輔助光照不均引起的噪聲信號，得到校正后的影像；

步驟S3：將所述校正后的影像分成三個級別：像素級影像、單元級影像和塊級影像，然后基于所述像素級影像到單元級影像的灰度計算，消除隨機噪聲信號；基于所述單元級影像的塊級影像進行鄰域差分直方圖分割計算，消除橋梁表面的背景信號，從而檢測出橋梁表面的裂縫區(qū)域；

其中，所述單元級影像是指裂縫影像的一部分，所述塊級影像是指裂縫區(qū)域整體的影像。

步驟S4：對所述裂縫區(qū)域進行邊緣跟蹤，提取裂縫的幾何特征。

所述的基于系留無人機的大型橋梁檢測方法，其中，所述步驟S1中，獲取所述初始影像與橋梁表面對應(yīng)的位置信息，具體方法包括：采用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和/或GPS系統(tǒng)定位。

所述的基于系留無人機的大型橋梁檢測方法，其中，所述步驟S2包括：

步驟S21、將所述初始影像的影像行中各像元與所述影像行的均值求差，得到差值影像行；