一种桥梁表面缺损采集装置

本技术涉及一种桥梁表面缺损采集装置，属于无损检测，机器视觉。

背景技术：

1、好的检测装置可以更准确的识别桥梁病害的严重程度，进而为后续评估与维修打下牢固数据基础。大型桥梁常见病害损伤包括裂缝，露筋，空洞，麻面等。传统的损伤采集往往采取人工记录的方法，人工记录会产生一些不可避免的差错，例如工人经验差异导致采集不准确，个人主观性导致采集结果不同以及漏检等，并且在实际操作中传统人工采集难以实现复杂工程环境，记录人员的安全问题难以得到保证。

2、随着科技发展，机器视觉走进人类生活。使用工业相机采集图像不仅方便快捷，其后处理利用计算机对图像进行直接分析，消除了人工主观性，精度可以达到保障。对于桥梁检测方面也陆陆续续出现无人机搭载相机等方法，但此方法最大问题在于无人机续航时间不能得到保证；由此，本实用新型公开提出一种桥梁表面缺损采集装置，由支撑架搭载工业相机，支撑架可由伸缩臂达到任意位置，实现了复杂环境下的桥面损伤采集。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种桥梁表面缺损采集装置，通过桥检车的伸缩臂将搭载有光源、相机等装置的支撑架送到桥面可见裂缝等损伤处，利用工业相机获取损伤图像，利用激光测距仪与里程器获取损伤所在位置，再将采集数据全部传入工业电脑完成损伤采集过程。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种桥梁表面缺损采集装置，包括支撑架1、第一光源2、第一ccd工业相机3、第一滤波片4、第一结构光发射器5、第二光源6、第二ccd工业相机7、第二滤波片8、第三光源9、第二结构光发射器10、第三ccd工业相机11、第三滤波片12、第四光源13、激光测距仪14、里程器15、工业电脑16；所述支撑架1安装在桥检车伸缩臂上，支撑架1上从左到右依次设有第一光源2、第一ccd工业相机3、第一结构光发射器5、第二光源6、第二ccd工业相机7、第三光源9、第二结构光发射器10、第三ccd工业相机11、第四光源13、激光测距仪14、里程器15；第一ccd工业相机3、第二ccd工业相机7、第三ccd工业相机11上面分别设有第一滤波片4、第二滤波片8、第三滤波片12；第一ccd工业相机3、第二ccd工业相机7、第三ccd工业相机11、激光测距仪14、里程器15均与工业电脑16连接。

4、优选的，本实用新型所述第一光源2、第二光源6、第三光源9、第四光源13发出的均为蓝光。

5、优选的，本实用新型所述第一滤波片4、第二滤波片8、第三滤波片12可将大部分无用波段滤掉，保留蓝光波段，使第一ccd工业相机3、第二ccd工业相机7、第三ccd工业相机11在采集时对蓝光波段敏感。

6、优选的，本实用新型所述第一结构光发射器5、第二结构光发射器10发射均为红光标定，用于后处理中图像拼接过程。

7、优选的，本实用新型第一ccd工业相机3、第二ccd工业相机7、第三ccd工业相机11基础要求为1秒3次曝光，分辨率均为1200万像素，清晰度满足大部分要求，并且根据实际要求可对相机参数进行调整。

8、本实用新型所述激光测距仪14发射红外激光，不会影响相机对图像的采集。

9、所述支撑架1安装在桥检车伸缩臂上，可由伸缩臂带动支撑架1到桥梁任意表面处；当支撑架达到桥面附近后，第一光源2、第二光源6、第三光源9、第四光源13照射损伤表面，达到补光效果；接着第一结构光发射器5与第二结构光发射器10发射结构光到达桥梁表面；随后第一ccd工业相机3、第二ccd工业相机7、第三ccd工业相机11对桥梁表面进行图像序列采集，同时激光测距仪14与里程器15记录采集当前位置的空间信息，并和拍摄所得图像序列一同传入工业电脑16完成采集过程。

10、桥检车伸缩臂为现有结构，其与桥检车为一体，结构本身安装在桥检车上。伸缩臂可自由调整高度，可搭载相机支撑架与检测随从人员到达桥梁损伤处；通常相机支撑架在检测开始前会预安装在伸缩臂前端，当桥检车运行至检测位置时，需要控制车载伸缩臂调整相机支撑架高度及空间位置，将相机支撑架带到检测位置进行图片采集。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

12、（1）本实用新型所述硬件采集系统搭配三台ccd相机同时工作，可拍摄范围广，通过后处理拼接可还原大部分工程实际。

13、（2）本实用新型所述硬件采集系统同时搭载激光测距仪与里程器，对位置读取准确；一同传入工业电脑可与损伤进行对应，提高效率。

14、（3）本实用新型所述硬件采集系统使用四台自补蓝光光源，并搭配相机滤波片一同使用，对抗复杂环境干扰能力强。

15、（4）本实用新型所述硬件采集系统安装简单，操作方便，并可以实现反复使用，大幅降低了检测成本。

技术特征：

1.一种桥梁表面缺损采集装置，其特征在于：包括支撑架(1)、第一光源(2)、第一ccd工业相机(3)、第一滤波片(4)、第一结构光发射器(5)、第二光源(6)、第二ccd工业相机(7)、第二滤波片(8)、第三光源(9)、第二结构光发射器(10)、第三ccd工业相机(11)、第三滤波片(12)、第四光源(13)、激光测距仪(14)、里程器(15)、工业电脑(16)；

2.根据权利要求1所述桥梁表面缺损采集装置，其特征在于：第一光源(2)、第二光源(6)、第三光源(9)、第四光源(13)发出的均为蓝光。

3.根据权利要求2所述桥梁表面缺损采集装置，其特征在于：第一滤波片(4)、第二滤波片(8)、第三滤波片(12)使第一ccd工业相机(3)、第二ccd工业相机(7)、第三ccd工业相机(11)在采集时对蓝光波段敏感。

4.根据权利要求1所述桥梁表面缺损采集装置，其特征在于：第一结构光发射器(5)、第二结构光发射器(10)发射均为红光标定，用于后处理中图像拼接过程。

技术总结
本技术公开一种桥梁表面缺损采集装置，属于无损检测。机器视觉技术领域，该装置包括支撑架、第一光源、第一CCD工业相机、第一滤波片、第一结构光发射器、第二光源、第二CCD工业相机、第二滤波片、第三光源、第二结构光发射器、第三CCD工业相机、第三滤波片、第四光源、激光测距仪、里程器、工业电脑。本技术所述采集装置利用CCD工业相机对桥面裂缝等损伤进行图像拍摄后，传入所述工业电脑进行后处理得到损伤参数，同时通过激光测距仪与里程器获得对应损伤的具体位置，并将位置信息一同传入工业电脑达到损伤与位置的匹配，完成桥梁表面损伤的采集。本技术所述采集装置工作方便，装置可反复使用，成本相对较低。

技术研发人员：张长兴,周子昂,李彦伟,陈智健,李坤鹏
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：20230328
技术公布日：2024/3/24