[發明專利]一種基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法

有效

• 申請號: 202210707277.2
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN114937365B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 吳剛;韓怡天;馮東明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/017;G08G1/042;G08G1/052;G08G1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

1.一種基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟S1：在橋面的上方安裝視頻監控設備，橋下安裝若干視覺傳感器；

步驟S2：通過橋面的已知軸重車輛，沿若干不同橫向位置行駛，標定若干響應測點在不同橫向位置的位移影響線，通過插值方法得到各個響應測點的位移影響面；

步驟S3：通過橋面上方安裝的視頻監控設備，獲取通過橋面車輛的車輛類型、車輛速度、車輛行駛車道以及車輛實時輪軸位置，將響應測點的實時輪軸位置代入步驟S2中獲取的位移影響面，得到實時輪軸位移影響量；

步驟S4：通過橋下安裝的若干視覺傳感器，提取橋梁在縱向、橫向方向分布的若干測點的位移響應，消除位移響應中的動力響應，得到靜力響應，即根據橋梁固有頻率將位移響應濾波得到橋梁的靜力位移；

靜力位移是基于視覺位移測量方法提取的，一般的包括有標記測量方法以及無標記測量方法，將若干視覺傳感器獲取的像素位移通過比例因子換算為物理位移；

步驟S4中，基于視覺位移測量方法提取若干響應測點的位移響應；

所述的視覺位移測量方法包括有標記測量方法以及無標記測量方法，將若干視覺傳感器獲取的像素位移通過比例因子換算為物理位移，以此獲得用于求解橋面車輛荷載參數的位移響應；

所述的有標記測量方法具體為，選擇在響應測點表面粘貼已知大小的標記點，計算物理尺寸與像素尺寸之間比例關系的公式為

公式(1)中，SF為比例因子，D為標記點的物理尺寸，單位為mm，d為標記點在視覺傳感器內的像素尺寸，單位為pixel；

所述的無標記測量方法計算的公式為

公式(2)中，SF為比例因子，Z為視覺傳感器與橋梁橋面之間的直線距離，e為像元尺寸，f為視覺傳感器鏡頭焦距，θ為視覺傳感器的成像平面與橋梁橋面之間的夾角；

步驟S5：通過步驟S3中得到的實時輪軸位移影響面結合步驟S4中得到的靜力響應，進行橋面車輛荷載參數求解，得到待求解的未知車輪力向量；

步驟S6：輸出步驟S3中的車輛類型、車輛速度、車輛行駛車道，步驟S5中的未知車輪力向量，最終得到所有車輛參數。

2.根據權利要求1所述的基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，其特征在于：步驟S1中，位于橋下的若干視覺傳感器，沿著橋梁跨徑縱向分布。

3.根據權利要求2所述的基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，其特征在于：

步驟S1中，視頻監控設備以及視覺傳感器通過同步觸發裝置實行同步觸發每幀拍攝，所述的同步觸發裝置包括單片機系統、顯示模塊、功率放大模塊、觸發信號輸出模塊、按鍵輸入模塊、電池模塊以及穩壓模塊，前述的顯示模塊、功率放大模塊、觸發信號輸出模塊、按鍵輸入模塊、電池模塊以及穩壓模塊同時與單片機模塊電聯。

4.根據權利要求3所述的基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，其特征在于：步驟S5中，進行橋面車輛荷載參數求解的方程組為

公式(3)簡化為u＝S×F，其中，m為響應測點總數，n為橋面車輛實時輪軸總數，u_i為當前時刻響應測點i的位移響應，S_j[x,y]為測點j在(x,y)位置的影響量，F為待求解的未知車輪力向量。

5.根據權利要求4所述的基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，其特征在于：在進行橋面車輛荷載參數求解時，響應測點的總數為預設的固定值，橋面車輛實時輪軸總數隨橋面車流的變化而變化，因此在進行求解時，每個時刻橋面車輛實時輪軸總數小于響應測點的總數，即m≥n。

6.根據權利要求5所述的基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，其特征在于：若同一車輛的車軸連接的車輪力相同，則n為橋面車輛實時輪軸總數，m為響應測點總數。