[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

本發明涉及一種基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，在橋面上方設置視頻監控設備用于監控橋面車流，包括獲取車輛類型、速度、行駛車道，以及實時輪軸位置；橋下沿跨徑縱向布置布設多個視覺傳感器，并以合適角度同步記錄該位置橫向多根主梁梁底的時程位移響應；根據橋梁固有頻率將位移響應濾波得到橋梁靜力位移，再根據疊加原理和影響面方法，建立當前時刻車輪力方程組并求解得到當前時刻橋面所有車輪的車輪力，最終獲得橋面車輛類型、速度、行駛車道和車輪力多種車輛參數，通過低成本視覺傳感器實現橋面多車輛多參數的同步識別與監測。

技術領域

本發明涉及一種基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，屬于車輛參數識別技術領域。

背景技術

橋面車流信息的統計對于橋梁和路面的運營和維護來說至關重要，準確獲取車輛類型、速度、行駛車道和車輪力即可準確把握車輛對橋梁結構和路面的荷載大小、作用方式和作用頻次，對養護方案制定和資金配置具有重要的參考價值。

隨著計算機視覺技術的快速發展以及視頻監控設備的快速普及，基于深度學習的目標檢測與分類方法在交通車流的監控中也陸續得到應用，目前該方法已經用于車輛識別、分類、跟蹤，以實現車速測量、車型、車道通車量等各類統計中，然而僅基于單一的橋面視頻監控無法獲取車輛荷載參數。目前基于壓電式傳感的動態稱重系統陸續用于車輛的車重，然而其往往安裝于路面的鋪裝層上，安裝和維護成本高，不適用于量大面廣的中小跨橋梁中推廣。同時，基于橋梁響應的橋梁動態稱重方法，往往在多車同時通過橋梁時難以分離混疊的響應，造成識別效果的不理想。

發明內容

本發明提供一種基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，通過低成本視覺傳感器實現橋面多車輛多參數的同步識別與監測。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于同步多視覺傳感器的橋面車輛參數識別方法，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；

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；

作為本發明的進一步優選，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；

作為本發明的進一步優選，

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；

作為本發明的進一步優選，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；

作為本發明的進一步優選，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；