基于感知的铁路桥梁实时监测系统及方法技术方案

本公开涉及监控技术领域。本公开的实施例提供了一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统及方法。所述系统包括：多组传感器，具体包括：主备环视激光雷达，用于扫描铁路桥梁感知区域以生成点云数据；环视相机，用于采集铁路桥梁图像；北斗定位装置，用于采集铁路桥梁位置信息；各组传感器均对应至少一个处理器，以便各处理器接收对应组传感器的数据并进行处理；中心服务器，用于接收各处理器处理后的数据并建立铁路桥梁三维健康模型。以此方式，系统冗余的设计架构保证高可靠运行，克服传统传感器功能单一、测量精度低智能化性能低的问题，可以观察铁路桥梁随时间的变化情况，达到及时发现问题及时消除安全隐患的目的。问题及时消除安全隐患的目的。问题及时消除安全隐患的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于感知的铁路桥梁实时监测系统及方法


[0001]本公开涉及监控
，尤其涉及一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统及方法。

技术介绍

[0002]铁路桥梁是铁路跨越河流、湖泊、海峡、山谷或其他障碍物，以及为实现铁路线路与铁路线路或道路的立体交叉而修建的构筑物。从列车运行的安全性、荷载冲击、材料的疲劳、列车运行时的噪音、结构的耐久性等等问题的要求都高于普通桥梁，传统桥梁结构安全健康数据监测分为：结构监测、环境监测、荷载监测及视频监测等功能独立单一，智能化程度低，无法实现运动物体监测等特点。然而，上述监测均仅能够完成特定功能的监测，如温度、桥面视频、积水状况等，无法完成全面的监测，更无法实现动态监测。

技术实现思路

[0003]本公开提供了一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统及方法。
[0004]根据本公开的第一方面，提供了一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统，包括：
[0005]多组传感器，各组传感器均包括主备环视激光雷达、环视相机和北斗定位装置，其中，
[0006]主备环视激光雷达，用于扫描铁路桥梁感知区域以生成点云数据；
[0007]环视相机，用于采集铁路桥梁图像；
[0008]北斗定位装置，用于采集铁路桥梁位置信息；
[0009]各组传感器均对应至少一个处理器，以便各处理器接收对应组传感器的数据并进行处理；
[0010]中心服务器，用于接收各处理器处理后的数据并建立铁路桥梁三维健康模型。
[0011]在第一方面的一些实现方式中，铁路桥梁感知区域分为多段，每段至少配置一组传感器。
[0012]在第一方面的一些实现方式中，处理器为主备设置，包括一个主处理器，其余为备处理器。
[0013]根据本公开的第二方面，提供了一种基于本公开第一方面的基于感知的铁路桥梁实时监测系统的铁路桥梁实时监测方法，包括：
[0014]各组传感器分别获取对应的点云数据、铁路桥梁图像和铁路桥梁位置信息；
[0015]各处理器分别接收来自各对应组传感器的数据，并根据铁路桥梁图像与铁路桥梁位置信息得到位移监测信息；根据点云数据和铁路桥梁图像得到桥面状态监测信息；根据铁路桥梁图像得到环境监测信息；
[0016]中心服务器接收来自各处理器处理后的数据，建立铁路桥梁三维健康模型；
[0017]根据所述铁路桥梁三维健康模型对铁路桥梁内的运动物体进行动态监测。
[0018]在第二方面的一些实现方式中，根据铁路桥梁图像与铁路桥梁位置信息得到位移
监测信息包括：
[0019]根据铁路桥梁位置信息得到水平位置累计变化量，并结合铁路桥梁图像得到位移曲线监测信息。
[0020]在第二方面的一些实现方式中，桥面状态监测信息包括静态监测信息，包括：
[0021]通过图像识别技术识别铁路桥梁图像；
[0022]结合点云数据对铁路桥梁对应感知区域得到静态监测信息。
[0023]在第二方面的一些实现方式中，桥面状态监测信息包括运动物体监测信息，包括：
[0024]获取多帧运动物体的点云数据，
[0025]基于障碍物外接框的轮廓特征，对连续两帧的障碍物信息进行数据关联，估计运动物体的运动状态。
[0026]在第二方面的一些实现方式中，铁路桥梁图像包括红外图像及可见光图像，根据铁路桥梁图像得到环境监测信息包括：
[0027]根据红外图像及可见光图像对设定目标进行温度监测，实现高温故障监测、生物识别监测及恶劣天气状态监测。
[0028]在第二方面的一些实现方式中，中心服务器接收来自各处理器处理后的数据，建立铁路桥梁三维健康模型包括：
[0029]中心服务器将来自各处理器的位移监测信息、桥面状态监测信息、环境监测信息进行拼接，根据拼接后的数据建立铁路桥梁三维健康模型。
[0030]在第二方面的一些实现方式中，方法还包括主备环视激光雷达互相校核，包括：
[0031]主备环视激光雷达分别采集同一个铁路桥梁感知区域的点云数据，对铁路桥梁感知区域内物体进行算法处理后互检，判断是否主备环视激光雷达均能捕捉固定位置的物体；若是，则校核合格；若不是，则校核不合格。
[0032]本公开中，系统冗余的设计架构保证高可靠运行，充分利用环视激光雷达和环视相机的三维视觉感知以实现桥面空间物体的高精度感知，克服传统传感器功能单一、测量精度低智能化性能低的问题，通过北斗定位装置准确采集桥梁位置信息，可以观察铁路桥梁随时间的变化情况，达到及时发现问题及时消除安全隐患的目的，并根据采集到的信息建立铁路桥梁三维健康模型，通过铁路桥梁三维健康模型实现对运动物体的实时动态监测，保证铁路桥梁轨行区内人员、车辆等运动物体的安全。
[0033]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0034]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0035]图1是本公开实施例提供的一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统的示意图；
[0036]图2是本公开实施例提供的一种传感器布置方式的示意图；
[0037]图3是本公开实施例提供的一种感知监测覆盖场景的示意图；
[0038]图4是本公开实施例提供的一种主备处理器通信的示意图；
[0039]图5是本公开实施例提供的一种基于感知的铁路桥梁实时监测方法的流程图。
具体实施方式
[0040]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0041]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0042]本公开中，采用冗余的系统架构，确保监测系统高可靠运行。基于环视激光雷达、环视相机和高精度北斗定位装置，采用三维图像融合技术建立桥梁三维视觉感知模型，实现桥梁运行区域车辆、设备、轨道线路的实时监测，且通过铁路桥梁三维健康模型可以实现对运动物体进行动态实时监测，从而保证铁路桥梁轨行区内人员及车辆的安全。
[0043]图1是本公开实施例提供的一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统的示意图。
[0044]如图1所示，基于感知的铁路桥梁实时监测系统包括：
[0045]多组传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于感知的铁路桥梁实时监测系统，其特征在于，包括：多组传感器，各组传感器均包括主备环视激光雷达、环视相机和北斗定位装置，其中，所述主备环视激光雷达，用于扫描铁路桥梁感知区域以生成点云数据；所述环视相机，用于采集铁路桥梁图像；所述北斗定位装置，用于采集铁路桥梁位置信息；各组传感器均对应至少一个处理器，以便各处理器接收对应组传感器的数据并进行处理；中心服务器，用于接收各处理器处理后的数据并建立铁路桥梁三维健康模型。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，铁路桥梁感知区域分为多段，每段至少配置一组传感器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器为主备设置，包括一个主处理器，其余为备处理器。4.一种基于权利要求1
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3任一项所述的基于感知的铁路桥梁实时监测系统的铁路桥梁实时监测方法，其特征在于，包括：各组传感器分别获取对应的点云数据、铁路桥梁图像和铁路桥梁位置信息；各处理器分别接收来自各对应组传感器的数据，并根据铁路桥梁图像与铁路桥梁位置信息得到位移监测信息；根据点云数据和铁路桥梁图像得到桥面状态监测信息；根据铁路桥梁图像得到环境监测信息；中心服务器接收来自各处理器处理后的数据，建立铁路桥梁三维健康模型；根据所述铁路桥梁三维健康模型对铁路桥梁内的运动物体进行动态监测。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据铁路桥梁图像与铁路桥梁位置信息得到位移监测信息包括：根据铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺键，魏高峰，袁彬彬，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：