[發明專利]一種智能橋梁檢測方法、系統及智能橋梁檢測機器人

在審

• 申請號: 202011322256.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112627023A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 劉揚;奚趙明;楊哲;孫思勤;滕廣華;于崧;王超;劉東朝;王立振
• 申請（專利權）人: 山東奧邦交通設施工程有限公司
• 主分類號: E01D19/10
• 分類號: E01D19/10;G08G1/017;G08G1/052;G08G1/065;H04N5/76
• 代理公司: 濟南譽琨知識產權代理事務所(普通合伙) 37278
• 代理人: 李照蘭

本發明公開了一種智能橋梁檢測方法，具體步驟為：采集被檢測橋梁有關的基礎信息；根據采集到的所述基礎信息利用圖像融合檢測方法分析被測橋梁基本情況，并生成被測橋梁養護建議；被測橋梁的基礎信息包括橋梁環境信息、交通信息和橋梁基本信息。本發明還根據智能橋梁檢測方法公開了一種檢測系統，用于實現該橋梁檢測方法，并公開了一種職能橋梁檢測機器人，使用該橋梁檢測方法和檢測系統，實現對橋梁的檢測。本發明能夠實現橋梁病害的精確定位，使用超聲波及紅外熱成像的方式，對橋梁進行全面檢測，同時根據對橋梁的檢測分析結果，制定出橋梁養護策略，供維護人員參考。

技術領域

本發明屬于智慧交通設施的技術領域，尤其涉及一種智能橋梁檢測方法、系統及智能橋梁檢測機器人。

背景技術

高速公路橋梁是高速公路交通的重要組成，關系到高速公路交通運輸，進一步關系國家經濟建設的發展。為了充分發揮高速公路橋梁的作用，延長高速公路橋梁的使用壽命，在運營高速公路橋梁的過程中，需要采取各種措施對高速公路橋梁進行必要的養護。

高速公路橋梁養護工作直接關系到高速公路的行車安全和暢通，通過對高速公路橋梁進行養護，有效避免高速公路橋梁的惡化。高速公路橋梁在設計使用年限內，長時間承受車輛的磨損和自然因素的破壞侵蝕，導致橋梁發生衰變；隨著高速公路交通事業的快速發展，高速公路橋梁的通行能力和承載能力也不斷加重，致使高速公路橋梁的病害發展加劇，橋梁假如沒有進行定期的、規范的養護維修，在長時間的高負荷使用中功能就會減退，甚至會完全喪失使用功能，嚴重影響到車輛行駛安全，甚至發生事故，造成人員傷亡。如何及時準確的掌握現役高速公路橋梁的健康狀態，成為公路橋梁有效養護管理的關鍵，因此橋梁檢測正變得越來越重要。

傳統的橋梁檢測方法為人工表面視檢，工作環境惡劣、危險，難度大、效率低，以專業檢測人員的經驗作為重要的依據，主觀性強，易受環境因素影響。隨著國內外對橋梁檢測的不斷探索，橋梁檢測逐漸由人工檢測過渡至精密儀器裂紋檢測等無損檢測技術，通過車載橋梁檢測車、機器人或無人機等自動化設備替代檢測人員完成橋梁檢測。

然而，發明人在研究過程中發現，現有的橋梁檢測設備中存在以下問題。

第一，車載橋梁檢測車存在成本高、體積大的問題。橋梁檢測車價格一般在一兩百萬，日常維護的費用也很高，很多中小型的橋梁檢修單位往往無力承擔，租賃的價格仍然是非常昂貴；其次是效率，橋梁檢測車受限于桁架的長度，對橋梁底部進行施工作業時，對于太寬的橋，往往只能一邊一邊來，降低了施工的效率和質量；再次是體積，橋梁檢測車體積龐大，作業時往往需要進行一定的交通管制，占用車道阻礙交通。現有的橋梁檢測車即使搭載檢測設備對橋梁進行檢測，但仍需要檢測人員駕駛檢測車進行位置移動。

第二，橋梁檢測機器人目前還處于實驗室研究階段，且收到自身負載影響無法搭載重量大的檢測設備，機器人檢測時單次掃描覆蓋面積小，檢測效率并未得到提升；采用磁力原理吸附于橋梁表面進行檢測的機器人只能用于檢測含鐵材質的橋梁，無法通用于檢測所有高速公路橋梁，同時其由于運動速度緩慢，未提升檢測效率；采用負壓原理吸附于橋梁表面進行檢測的機器人無法安全實現由橋面移動至橋墩等橋梁結構變化面的運動，無法檢測橋梁全部待檢測區域，檢測范圍受限。

第三，護欄機器人橋梁巡檢裝置存在無法對現存高速公路橋梁普適檢查的問題。高速橋梁護欄的形式變化多樣，主要分四大類型：柵欄式、欄板式、欞格式和混合式，但是現有的護欄機器人橋梁巡檢裝置的結構形式決定其僅能夠適用于其機架適配的護欄形式，針對現有高速公路橋梁不同的護欄形式需要安裝導軌或另開模制造符合的機架，制造安裝成本高。

第四，無人機橋梁巡檢裝置存在自動化程度低且無法保障穩定性和可靠性的問題。無人機進行橋梁檢測目前僅作為人工檢測的輔助方式，需檢測人員在現場對無人機進行操控，但當無人機處于橋梁下方時，會因橋梁遮擋GPS等信號造成無人機失控，無法進行橋梁檢測；此外，無人機易受風雨等諸多環境因素干擾導致失控，無法進行橋梁檢測，甚至出現無人機墜毀，造成財產損失。

發明內容