一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁挠度影响线测量的技术领域，特别是涉及一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统。


背景技术：

2.通过跑车试验获得桥梁响应影响线，是桥梁性能评估中的一种重要技术手段。通过比较不同时期影响线的变化，可以获得桥梁承载能力的长期演化趋势。专利cn111912589a公开了基于实测挠度影响线的桥梁损伤识别方法，专利cn 112504414a公开了基于实测动挠度的桥梁动态称重系统，对影响线的工程应用价值进行了研究。在影响线的测定算法上，专利cn108844702a中公开了车辆匀速通过时桥梁影响线的求解方法，专利cn108760200a中公开了车辆非匀速通过时桥梁影响线的求解方法。上述专利均不涉及具体的桥梁影响线现场测试技术。
3.在具体的桥梁影响线现场测试技术方面，cn102509005a公开了一种影响线测试方法，需要事先在试验桥梁布设监测传感器，效率低，需要中断交通。为解决桥梁影响线测试效率低、测试成本高的问题，专利cn211477224u结合桥梁自动化监测系统对不中断交通下的影响线快速测量技术进行了研究，当触发器监测到测试车辆进入监测区域时，微控制器控制信号切换开关动作，切换采集模块的传输通道，将采集模块采集的桥梁信息发送地址由原来的健康监测系统，自动切换至微控制器，进而整合车辆定位信息，实现影响线的全自动测量。专利cn211477224u给出的影响线测量方法适合于已部署有健康监测系统的桥梁。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种不需要事先在测试桥梁上布设监测传感器，也不需要测试桥梁部署有健康监测系统，解决了无健康监测系统桥梁影响线测试效率低、成本高的问题的便携式桥梁挠度影响线快速测量系统。
5.本实用新型的一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统，包括工控机、车辆定位模块、无线网桥和摄像机，在主梁、拱圈或桥面典型截面标记挠度测点，通过摄像机对挠度测点的动态位移进行非接触式实时观测，摄像机图像数据发送至工控机，工控机采用亚像素视觉图像测量算法，实时解算出挠度测点的动态位移，部署在加载车上的车辆定位模块，同步采集车辆定位信息，车辆位置信息通过无线网桥也实时发送至工控机。
6.进一步地，工控机对车辆定位信息和桥梁挠度响应信息按时间戳进行打包，进行计算分析，输出挠度影响线数据，工控机的输入端连接有摄像机，并通过无线网桥连接车辆定位模块，工控机是该测量系统的数据分析中心，视觉图像分析和影响线的提取工作均在工控机上完成。
7.进一步地，根据挠度观测目标点的数量和位置，可以设置单台或多台摄像机；摄像机将目标点的图像数据实时发送给工控机进行解算，实现视野范围内多个目标点二维实时动位移的同步、非接触式测量。
8.进一步地，车辆定位模块采用gnss接收终端，采用gnss接收终端进行车辆定位，定位精度高，现场测试工作不受恶劣天气的影响，可自行实现试验车辆影响线测试区域的标识。
9.与现有技术相比本实用新型的有益效果为：
10.1)、基于亚像素视觉图像测量算法，通过摄像机实现目标观测点的动态位移实施监测，属于非接触测量方式，不需要事先在桥梁上部署监测传感器或部署健康监测系统，大大减低了现场工作量，扩大了系统适用的范围；
11.2)、采用gnss接收终端进行车辆定位，车辆定位数据通过无线网桥实时发送至工控机，对桥梁交通无影响，解决了传统影响线测量中断交通的难题。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图；
13.图2为本实用新型的控制框图；
14.附图中标记；1、工控机；2、挠度测点；3、摄像机；4、车辆定位模块；5、无线网桥；6、加载车辆；7、影响线测试区域；8、非测试区域。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
16.如图1至图2所示，本实施例提供的一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统，通过车载定位模块将待测桥梁测试区域和非测试区域8进行标识，在测试区域中标记一个或多个挠度测点2，根据挠度测点2的位置和数量，选择一台或多台摄像机3，通过调整摄像机3的固定位置和角度，让所有挠度测点2进入摄像机3的观测视野内；车载定位模块和工控机1之间通过无线网桥5进行数据传输；其中加载车车型不受限制，可以是双轴载重车、三轴载重车，也可以是地铁、轻轨等轨道列车。
17.一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统包括工控机1、车辆定位模块4、无线网桥5和摄像机3，在测试区域主梁、拱圈或桥面等典型截面选取挠度测点2，通过摄像机3对挠度测点2的动态位移进行实时观测，摄像机3图像数据实时发送至工控机1，工控机1采用亚像素视觉图像测量算法，解算出挠度测点2的动态位移；部署在加载车上的车辆定位模块4，同步采集车辆定位信息，车辆位置信息通过无线网桥5也实时发送至工控机1。
18.系统中无线网桥5分别设置在试验车和工控机1位置处，将移动车辆的定位信息通过无线传输方式发送给工控机1，试验车车顶位置处的无线网桥5与车辆定位模块4相连接，工控机1位置处的无线网桥5与工控机1相连接。
19.系统中摄像机3架设位置应为不动点，摄像机3架设位置应能让标记的挠度测点2进入摄像机3观测视野内，摄像机3将采集到的挠度测点2图像数据发送至工控机1进行解算。
20.本实用新型的工作原理：通过车载定位模块将桥梁伸缩缝、墩台等特征构件进行定位，标识待测桥梁测试区域和非测试区域8，建立起测试区域和车辆定位数据之间的对应关系；影响线测试过程中车载定位模块实时把加载车定位数据发送给工控机1，工控机1根
据测试区域和定位数据之间的对应关系实时得到当前加载车辆6是否已进入或离开监测区域、以及进入测试区域后当前在桥梁上的位置；车辆定位数据通过无线网桥5发送给工控机1，避免了现场走线，整个测试过程中不需要封闭交通。
21.在监测区域中标记1个或多个挠度测点2，根据挠度测点2的位置和数量，选择1台或多台摄像机3，通过调整摄像机3的固定位置和角度，让所有挠度测点2进入摄像机3的观测视野内；摄像机3将采集到的挠度测点2图像数据实时发送至工控机1，工控机1采用视觉图像测量算法，实时解算出测点的动挠度数据；非接触式视觉测量，不需要测试桥梁事先布设监测传感器或事先部署健康监测系统。
22.工控机1根据车辆定位信息和桥梁挠度响应信息进行分析计算，采用现有技术，即根据加载车辆6参数把多个移动集中荷载下的桥梁挠度响应数据处理为单个集中荷载下的桥梁挠度响应数据，以得到桥梁挠度影响线，例如专利cn108844702a中公开的车辆匀速通过时桥梁影响线的测定方法，专利cn108760200a中公开的车辆非匀速通过时桥梁影响线的测定方法。
23.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统，其特征在于，包括工控机(1)、车辆定位模块(4)、无线网桥(5)和摄像机(3)，所述工控机(1)的输入端连接有摄像机(3)，并通过无线网桥(5)连接车辆定位模块(4)；所述无线网桥(5)分别设置在试验车和工控机(1)位置处，移动车辆的定位信息通过无线网桥(5)实时发送给工控机(1)，试验车位置处的无线网桥(5)与车辆定位模块(4)相连接，工控机(1)位置处的无线网桥(5)与工控机(1)相连接。2.如权利要求1所述的一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统，其特征在于，所述摄像机(3)数量至少一组，用于实现视野范围内多个目标点的非接触式动挠度测量，所述摄像机(3)将目标点的图像数据实时发送至工控机(1)进行解算。3.如权利要求2所述的一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统，其特征在于，所述车辆定位模块(4)为gnss接收终端。

技术总结
本实用新型涉及桥梁挠度影响线测量的技术领域，特别是涉及一种便携式桥梁挠度影响线快速测量系统，其不需要事先在测试桥梁上布设监测传感器，也不需要测试桥梁部署有健康监测系统，解决了无健康监测系统桥梁影响线测试效率低、成本高的问题；包括工控机、车辆定位模块、无线网桥和摄像机，所述工控机的输入端连接有摄像机，并通过无线网桥连接车辆定位模块；所述无线网桥分别设置在试验车和工控机位置处，移动车辆的定位信息通过无线网桥实时发送给工控机，试验车位置处的无线网桥与车辆定位模块相连接，工控机位置处的无线网桥与工控机相连接。机相连接。机相连接。


技术研发人员：赵宁 宋刚 周仲 马良 于新波 范吉高 赵长宏 张炯 任士朴 杨涛
受保护的技术使用者：山东华鉴工程检测有限公司
技术研发日：2021.06.18
技术公布日：2021/11/5