一种基于图像识别及机器视觉的桥梁裂纹检测设备及方法与流程

本发明涉及桥梁裂缝检测，尤其涉及一种基于图像识别及机器视觉的桥梁裂纹检测设备及方法。

背景技术：

1、对混凝土桥梁(高架桥)定期检测有助于了解桥梁的使用状态，通过制定合理的维修方案有助于保障桥梁在服役期的安全性。目前对桥梁的传统检测方法主要有脚手架、吊篮和桥梁检测车，通过搭建脚手架对桥梁裂纹进行检测的作业效率低，采用吊篮的作业方式需要多组人员的配合，人工成本较高而且存在着安全隐患，而桥梁检测车作业时会占用车道，阻碍交通，因此发明一种能实现远程操控的裂纹检测小车成为亟待解决的问题。

2、针对上述问题，专利号为cn108827566b的中国发明专利公开了一种桥梁裂纹检测装置，该装置包括缆绳专用车，裂纹检测小车，缆绳专用车安装在桥梁两侧，以桥梁的栏杆作为运动轨道，并通过两根承载缆绳连接裂纹检测小车，作为裂纹检测小车的运动轨道，以及通过牵引缆绳连接裂纹检测小车，为裂纹检测小车提供动力：裂纹检测小车包括小车机架、工控机、数据采集装置、工作台移动机构、爬梯轮和承载缆绳夹紧装置，小车机架上安装有数据采集装置，实现对桥梁进行数据采集并将其储存到工控机上，并通过rs485网络传输到数据处理中心，实现对裂纹的自动采集和分析；具有操作简单、高效、成本低、并且对桥梁交通无影响等优点。

3、但检修时，上述方案因受限于自身结构难以绕开桥梁的墩柱行进，进而严重影响检修效率；且进行图像拍摄时，因裂纹检测小车沿缆绳行进，稳定性相对较差进而容易影响拍摄出的图像质量进而严重影响检修效果。

4、因此，需要一种能够跨越桥梁的墩柱、裂纹检测小车行进时稳定性较好、使用便捷、检测效率高的桥梁裂纹检测设备。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供一种基于图像识别及机器视觉的桥梁裂纹检测设备，解决了现有技术中桥梁裂纹检测设备使用时难以跨越桥梁的墩柱、裂纹检测小车行进时稳定性较差以及检测效率低的技术问题；实现了桥梁裂纹检测设备能够跨越桥梁的墩柱、裂纹检测小车行进时稳定性较好、使用便捷且检测效率高的技术效果。

2、本技术实施例提供了一种基于图像识别及机器视觉的桥梁裂纹检测设备，包括拍摄小车、动力组件和控制单元，还包括分别位于桥梁车道的两个边缘的承载移位车、第一承载带、第二承载带、越柱框组件；

3、承载移位车的顶部固定有承载托架和收放卷筒；

4、所述第一承载带和第二承载带的结构相同，均一端卷绕并固定在收放卷筒上，另一端固定在越柱框体的一端；第一承载带的长度方向边缘位置均固定有两条软质导轨；

5、所述越柱框组件包括呈矩形的越柱框体和机器视觉组件；

6、所述越柱框体包括对称设置的第一承载杆组和第二承载杆组，二者形状、大小和结构均相同，吸附固定在一起，主体均为匚字形且开口相对；第一承载杆组为三根杆体依次铰接拼接而成，这些杆体的转动受控于控制单元；越柱框体在控制单元的控制下会依次在前部和后部露出缺口进而实现跨越墩柱；

7、所述拍摄小车在第一承载带、第二承载带、越柱框组件上进行移动拍摄。

8、进一步的，所述第一承载杆组包括基杆、第一转动杆、第二转动杆和吸附磁铁；所述基杆为硬质杆体，固定在第一承载带的端部且自身长度与第一承载带的宽度相等，起到承载第一转动杆和第二转动杆的作用；所述第一转动杆和第二转动杆均为硬质直杆，结构相同，端部均转动连接在基杆的端部，转动轴的轴向与地面垂直，转动位置定位有电机，第一转动杆和第二转动杆在控制单元的控制下进行转动；在无需跨越墩柱时，第一转动杆和第二转动杆与基杆的角度均为90度；所述吸附磁铁为电磁铁，在控制单元的控制下进行通断电；吸附磁铁固定在第一转动杆和第二转动杆的远离基杆的端部，起到将第一承载杆组与第二承载杆组吸附固定在一起的作用；所述基杆、第一转动杆和第二转动杆上均固定有导轨段，导轨段为成段的导轨，在无需跨越墩柱时，基杆、第一转动杆、第二转动杆上的导轨段与软质导轨连成两道平行线供拍摄小车行驶。

9、优选的，所述第一承载带的材质为防划布或由钢丝编织而成，长度大于8米，宽度大于2.5米；所述第一承载带和第二承载带软质导轨为橡胶材质的导轨，用于为拍摄小车的移动导向；

10、软质导轨的长度大于5米，一端靠近越柱框组件设置；所述第二承载带上也设有软质导轨，该软质导轨的布局方式和第一承载带上软质导轨的布局方式相同。

11、优选的，所述越柱框体上还固定有用于加固第一承载杆组和第二承载杆组之间的连接的嵌入组合组件；

12、所述嵌入组合组件包括多个嵌入块和穿入定位销；

13、所述嵌入块为带有通孔的板状块体，该通孔的轴向与地面垂直；

14、嵌入块固定在第一转动杆和第二转动杆的靠近远离基杆的端部的侧壁上；

15、所述穿入定位销为电动销子，固定在部分的嵌入块上，在控制单元的控制下适时的穿入嵌入块上的通孔进而将两个紧贴的嵌入块固定在一起。

16、进一步的，所述拍摄小车包括基础板、拍摄组件和转动移位柱；

17、所述基础板为矩形板体，滑动定位在软质导轨及导轨段上；所述拍摄组件为摄像头，固定在基础板的顶部；

18、所述转动移位柱为内置电机的橡胶材质的圆柱，横向设置且转动连接在所述基础板上且位于基础板的顶部；

19、转动移位柱的长度方向与第一承载带的宽度方向相同，顶部抵触在桥底，在控制单元的控制下进行转动进而通过摩擦力带动拍摄小车行进。

20、优选的，所述越柱框组件还包括两个对称设置的配重移位组件；

21、所述配重移位组件固定在基杆靠近第一承载带的侧壁上，包括稳定配重、移位导轨和移位驱动组件；

22、所述稳定配重在移位驱动组件的带动下沿着移位导轨进行滑动；

23、所述移位导轨为硬质杆体，长度为基杆的长度的1.8倍以上，固定在基杆靠近第一承载带的侧壁上，且长度方向与基杆的长度方向相同，两端距离基杆的长度相同；

24、在越柱框组件跨越墩柱时，稳定配重在控制单元的控制下进行移动，朝向远离越柱框体的开口的位置进行移动。

25、优选的，所述越柱框组件还包括框体加固组件；

26、所述框体加固组件包括第一槽体、第二槽体、滑块、连接压簧和稳定杆；

27、所述第一槽体为直槽，设置在基杆的底部，长度方向与基杆的长度方向相同，长度为基杆长度的二分之一以上；

28、第一承载杆组上的第二槽体的数量为两个，分别位于第一转动杆和第二转动杆的底部，长度方向分别与第一转动杆和第二转动杆的长度方向相同，长度为第一转动杆的长度的二分之一以上；

29、第一槽体上滑动定位有两个滑块，一个第二槽体内滑动定位有一个滑块；

30、所述第一槽体内的两个滑块之间设有连接压簧，连接压簧两端分别固定在第一槽体内的两个滑块上；

31、所述稳定杆为硬质杆体，第一承载杆组中的稳定杆的数量为两个，稳定杆的两端分别转动连接在第一槽体内的滑块上和第二槽体内的滑块上，转动轴的轴向与地面垂直。

32、优选的，所述拍摄小车上还设有浮动打磨杆、打磨柱支架和防护板；

33、所述打磨柱支架固定在基础板的顶部，用于承载浮动打磨杆；

34、所述浮动打磨杆为杆状的钢丝球，转动连接在打磨柱支架上，轴向与转动移位柱的轴向相同，抵触在桥底，在控制单元的控制下进行转动；

35、所述防护板固定在基础板上且位于拍摄组件与浮动打磨杆之间。

36、优选的，所述拍摄小车上设有抵触转动柱；

37、承载移位车上还设有泵气组件；

38、所述第一承载带和第二承载带的结构相同；

39、所述第一承载带为两个带体边缘固定在一起组合而成，整体为端部封闭的扁管；

40、所述第一承载带内置带状塑料扁管，该带状塑料扁管的外壁紧贴第一承载带的内壁，且两端封闭；

41、所述泵气组件固定在承载移位车上，为气泵、气阀和输气软管的组合；所述输气软管与带状塑料扁管内部空间连通，泵气组件用于控制带状塑料扁管内的气体量；

42、所述抵触转动柱位于基础板的一端靠近斜下方的位置，横向设置且转动连接在所述基础板上，长度方向与第一承载带的宽度方向相同，在控制单元的控制下进行转动；所述第一承载带胀大时，抵触转动柱抵触在第一承载带上。

43、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

44、通过对现有技术中的桥梁裂纹检测设备进行优化改进，使用带体承载裂纹检测小车进而提高其行驶稳定性，利用固定在带体的端部且能够自动拆分的矩形框体进行形变绕过墩柱；有效解决了现有技术中桥梁裂纹检测设备使用时难以跨越桥梁的墩柱、裂纹检测小车行进时稳定性较差以及检测效率低的技术问题；进而实现了桥梁裂纹检测设备能够跨越桥梁的墩柱、裂纹检测小车行进时稳定性较好、使用便捷且检测效率高的技术效果。