基于光照强度的桥跨的监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光照强度的桥跨的监测系统及监测方法，涉及桥梁的监测技术领域，该监测系统包括：光源、反光板、光照图像采集组件以及控制中心；光源用于发射光照至所述反光板；反光板用于将所述光照反射至所述光照图像采集组件；光照图像采集组件用于采集所述反光板反射的光照形成光照图像并传输至控制中心；控制中心用于分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的所述光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个所述纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线，并计算两个所述光照强度趋势曲线之间的相关系数，若所述相关系数大于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。本发明专利技术造价、维护及使用成本均较低，易于推广。

【技术实现步骤摘要】
基于光照强度的桥跨的监测系统及监测方法
本专利技术涉及桥梁的监测
，特别涉及一种基于光照强度的桥跨的监测系统及监测方法。
技术介绍
随着我国交通建设的高速发展，公路交通网中桥梁数量在不断增加。对于公路交通网的安全运营，桥梁结构安全显得格外重要。近年来，车辆超载超限运输给公路桥梁安全带来极大危害，已成为公路桥梁安全的主要隐患，因大型货运车辆的违法超载已造成多起桥梁倾倒侧翻事故。桥梁监测技术不仅可对新建桥梁进行竣工验收，还可对已建桥梁的运营承载力进行评定，成为了检验桥梁健康状况的重要技术手段。相关技术中，目前现阶段存在的监测桥梁的主要技术包括桥跨挠度测量方法和桥面动态称重测量方法。前者源于新建桥梁静态荷载试验监测技术，使用激光测距仪配合反射标靶来实时监测桥跨挠度，不仅可用于新建桥梁静态荷载监测，也可用于平时桥梁运行期间的动态荷载监测。后者近年来大规模出现，以动态称重传感系统为基础，在上桥端路段布置传感器实时监测车辆总重、轴重等信息，结合桥面摄像系统记录的车辆车型、车牌等信息，能够及时监测桥面通行车辆的重量。但是，第一种方法一般可有效监测某些重要桥跨的下挠数据，但若用于多跨桥梁需数量较多的激光测距仪，导致整体造价较高，较难推广。第二种方法的传感器需布置于桥梁的行驶路面，在货运交通密集地段故障率极高，导致维护和使用经费过高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于光照强度的桥跨的监测系统及监测方法，以解决相关技术中桥梁监测系统造价较高，或维护和使用成本过高的技术问题。r>第一方面，提供了一种基于光照强度的桥跨的监测系统，包括：光源、反光板、光照图像采集组件以及控制中心；所述光源固定于桥跨一侧的桥墩上，所述光源用于发射光照至所述反光板；所述反光板固定于桥跨中间底部，所述反光板用于将所述光照反射至所述光照图像采集组件；所述光照图像采集组件固定于桥跨另一侧的桥墩上，所述光照图像采集组件用于采集所述反光板反射的光照形成光照图像并传输至控制中心；所述控制中心用于分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的所述光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个所述纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线，并计算两个所述光照强度趋势曲线之间的相关系数，若所述相关系数大于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。一些实施例中，所述控制中心包括：图像处理模块，其用于分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的所述光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个所述纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线；计算模块，其用于计算两个所述光照强度趋势曲线之间的相关系数；判断模块，其用于将所述相关系数与预设的相关系数比较，若所述相关系数小于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。一些实施例中，所述预设的相关系数不小于0.95。一些实施例中，所述监测系统还包括：桥面图像采集组件，其用于采集驶入桥跨桥面车辆的图像并传输至控制中心，控制中心根据车辆的图像得到该车辆的长宽高尺寸，所述光源和所述光照图像采集组件被配置为：当该车辆的任一尺寸大于对应的预设尺寸时，控制中心发出指令以使所述光源和所述光照图像采集组件启动。监测系统所述光源为LED光源。第二方面，提供了一种基于光照强度的桥跨的监测方法，包括以下步骤：将光源固定于桥跨一侧的桥墩上，反光板固定于桥跨中间底部，光照图像采集组件固定于桥跨另一侧的桥墩上；桥跨在空载下和车辆载荷下，分别使用光源发射光照至反光板，反光板将光照反射至光照图像采集组件，光照图像采集组件将采集反光板反射的光照形成光照图像并传输至控制中心；控制中心分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线，并计算两个光照强度趋势曲线之间的相关系数，若相关系数大于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨载荷。一些实施例中，控制中心的图像处理模块分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线；控制中心的计算模块计算两个光照强度趋势曲线之间的相关系数；控制中心的判断模块将相关系数与预设的相关系数比较，若相关系数小于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。一些实施例中，预设的相关系数不小于0.95。一些实施例中，桥面图像采集组件采集驶入桥跨桥面车辆的图像并传输至控制中心，控制中心根据车辆的图像得到该车辆的长宽高尺寸，若该车辆的任一尺寸大于对应的预设尺寸时，控制中心发出指令使光源和光照图像采集组件启动。一些实施例中，采用LED光源作为光源发射光照至反光板。本专利技术实施例提供了一种基于光照强度的桥跨的监测系统及监测方法，监测系统包括光源、反光板、光照图像采集组件以及控制中心，光源为反光板提供反射光源，反光板反射的图像由光照图像采集组件收集，再由控制中心对比桥跨在空载状态下和车辆载荷状态下的反射的光照图像，分析并对比两个光照图像在同一纵坐标下的纵截面光照图的光照强度趋势曲线，以此判断桥跨的实时变形，进面评估桥梁车辆载荷对桥跨的影响。光源、反光板以及光照图像采集组件均为成熟价格低廉的器件，造价成本低，可多个桥跨布置安装。而且，它们主要安装位置位于桥跨底部或桥墩上，不占用桥跨路面空间位置，不易被车流损坏，易于安装、维护和使用，易于向老旧桥梁和新建桥梁推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于光照强度的桥跨的监测系统的示意图；图2为图1中沿反光板的横向截面图；图3为本专利技术实施例提供的桥跨在空载下光照图像采集组件采集反光板图像和一个纵截面光照图对应的光强值趋势曲线；图4为本专利技术实施例提供的桥跨在一侧边车辆载荷下光照图像采集组件采集反光板图像和一个纵截面光照图对应的光强值趋势曲线；图5为本专利技术实施例提供的桥跨在桥中间车辆载荷下光照图像采集组件采集反光板图像和一个纵截面光照图对应的光强值趋势曲线；图6为本专利技术实施例提供的基于光照强度的桥跨的监测方法的流程图；图中：1、光源；2、反光板；3、光照图像采集组件；4、控制中心；5、桥面图像采集组件。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种基于光照强度的桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光照强度的桥跨的监测系统，其特征在于，包括：光源(1)、反光板(2)、光照图像采集组件(3)以及控制中心(4)；/n所述光源(1)固定于桥跨一侧的桥墩上，所述光源(1)用于发射光照至所述反光板(2)；/n所述反光板(2)固定于桥跨中间底部，所述反光板(2)用于将所述光照反射至所述光照图像采集组件(3)；/n所述光照图像采集组件(3)固定于桥跨另一侧的桥墩上，所述光照图像采集组件(3)用于采集所述反光板(2)反射的光照形成光照图像并传输至控制中心(4)；/n所述控制中心(4)用于分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的所述光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个所述纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线，并计算两个所述光照强度趋势曲线之间的相关系数，若所述相关系数大于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光照强度的桥跨的监测系统，其特征在于，包括：光源(1)、反光板(2)、光照图像采集组件(3)以及控制中心(4)；
所述光源(1)固定于桥跨一侧的桥墩上，所述光源(1)用于发射光照至所述反光板(2)；
所述反光板(2)固定于桥跨中间底部，所述反光板(2)用于将所述光照反射至所述光照图像采集组件(3)；
所述光照图像采集组件(3)固定于桥跨另一侧的桥墩上，所述光照图像采集组件(3)用于采集所述反光板(2)反射的光照形成光照图像并传输至控制中心(4)；
所述控制中心(4)用于分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的所述光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个所述纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线，并计算两个所述光照强度趋势曲线之间的相关系数，若所述相关系数大于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。


2.如权利要求1所述的基于光照强度的桥跨的监测系统，其特征在于，所述控制中心(4)包括：
图像处理模块，其用于分别截取桥跨在空载下和车辆载荷下的所述光照图像在同一纵坐标下的一个纵截面光照图，根据两个所述纵截面光照图得到两个光照强度趋势曲线；
计算模块，其用于计算两个所述光照强度趋势曲线之间的相关系数；
判断模块，其用于将所述相关系数与预设的相关系数比较，若所述相关系数小于预设的相关系数，则判断该车辆载荷超过桥跨额定载荷。


3.如权利要求2所述的基于光照强度的桥跨的监测系统，其特征在于：
所述预设的相关系数不小于0.95。


4.如权利要求1所述的基于光照强度的桥跨的监测系统，其特征在于，还包括：
桥面图像采集组件(5)，其用于采集驶入桥跨桥面车辆的图像并传输至控制中心(4)，控制中心(4)根据车辆的图像得到该车辆的长宽高尺寸，所述光源(1)和所述光照图像采集组件(3)被配置为：当该车辆的任一尺寸大于对应的预设尺寸时，控制中心(4)发出指令以使所述光源(1)和所述光照图像采集组件(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长杰，苏州，赖敏芝，张伟山，胡文彬，甘维兵，
申请(专利权)人：湖北交投智能检测股份有限公司，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42