【技术实现步骤摘要】
本申请涉及桥梁施工，尤其涉及一种基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法、装置和设备。
技术介绍
1、桥梁悬臂施工法是目前国内外大跨径预应力混凝土悬臂梁、连续梁和刚构桥中常用的施工方法之一，是以桥墩为中心向两岸对称的、逐步悬臂接长的施工方法，包括悬臂拼装和悬臂浇筑两种。悬臂浇筑法采用移动挂篮作为主要的施工设备之一，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土。
2、由于通过两端对称悬臂进行平衡和向前接长，因此，施工过程中悬臂两端的变形、标高、对称平衡与否，以及挂篮本身的结构安全，是施工中质量和安全控制的重点，需要根据现场测量结果，并要考虑到气候、温度等因素，调整节段施工参数，实时把控现场施工进展情况，避免发生形变过大、结构开裂、倾覆等质量安全事故。
3、传统的桥梁形变监测方法通常利用水准仪、经纬仪等常规测量设备以及位移计、应变计、压力、温度等传感器来对桥梁形变进行测量，从而获得某个测点位置处的桥梁形变值，通常需要专业测量人员进行作业，只能监测桥梁的局部形变，不能实现对桥梁整体形变监测，而且对各测点的变形测定在时间上不连续，与现场施工进展不同步，受环境影响较大，费时、费力，无法实现在线、实时、连续的桥梁形变监测。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提出一种基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，以解决相关技术中无法对桥梁悬臂施工中各工况的形变与线形、混凝土病害缺陷等信息进行全过程动态及实时监测的问题。
2、为了解决上述技术问题，本申请实施
3、采集桥梁施工过程中的桥梁图像信息；
4、对桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息；其中，桥梁数据信息包括每个梁节段对应的实测形变尺度信息以及实测表观病害信息；
5、将各个梁节段与预构建的数字孪生模型进行匹配；
6、将匹配到的梁节段的实测形变尺度信息以及实测表观病害信息与对应的理想数值进行比对，得到比对结果；其中，所述理想数值表示通过对有限元模型计算并结合设计图与规范得到的理论值和限值；
7、基于比对结果评估桥梁的工况状态，其中，工况状态包括施工整体形变状态和混凝土病害状态；
8、将桥梁数据信息、比对结果和桥梁的工况状态进行实时预警和展示。
9、基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生装置，包括：
10、采集模块，用于采集桥梁施工过程中的桥梁图像信息；
11、解析模块，用于对桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息；其中，桥梁数据信息包括桥梁中每个梁节段对应的实测形变尺度信息以及实测表观病害信息；
12、匹配模块，用于将各个梁节段与预构建的数字孪生模型进行匹配；
13、比对模块，用于将匹配到的梁节段的实测形变尺度信息以及实测表观病害信息与对应的理想数值进行比对，得到比对结果；其中，理想数值表示通过对有限元模型计算并结合设计图与规范得到的理论值和限值；
14、评估模块，用于基于比对结果评估桥梁的工况状态，其中，工况状态包括施工整体形变状态和混凝土病害状态；
15、预警模块，用于将桥梁数据信息、比对结果和桥梁的工况状态进行实时预警和展示。
16、进一步地，上述桥梁悬浇施工数字孪生装置还包括传输模块。其中，传输模块用于将工业相机采集的数据通过无线网络或数据接口传输到实时形变解析系统中。
17、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法的步骤。
18、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法的步骤。
19、与相关技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
20、通过采集桥梁施工过程中的桥梁图像信息，对桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息；其中，桥梁数据信息包括每个梁节段对应的实测形变尺度信息以及实测表观病害信息，将各个梁节段与预构建的数字孪生模型进行匹配，将匹配到的梁节段的实测形变尺度信息以及实测表观病害信息与对应的理想数值进行比对，得到比对结果，其中，理想数值表示通过对有限元模型计算并结合设计图与规范得到的理论值和限值，基于比对结果评估桥梁的工况状态，其中，工况状态包括施工整体形变状态和混凝土病害状态，将桥梁数据信息、比对结果和桥梁的工况状态进行实时预警和展示，实现了对桥梁悬臂法施工各工况进行全过程实时自动监测、自动分析计算和自动预警，确保施工安全及质量。
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1.一种基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述桥梁图像信息包括形变位移图像，所述形变位移图像表示桥梁施工过程中同一被测点在不同时间点的数字图像，所述实测形变尺度信息包括形变实测值，所述形变实测值包括形变位移，所述对所述桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息，包括：
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述桥梁图像信息包括桥梁混凝土外观图像信息，所述实测表观病害信息包括裂缝宽度实测值，所述对所述桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息，包括：
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述基于形态学的膨胀算法和腐蚀算法计算所述病害区域中所述梁节段的裂缝宽度实测值，包括：
5.根据权利要求2所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述形变实测值包括挠度实测值，所述对所述桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息，包括：
6.根据权利要求1所述的基
7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，所述数字孪生模型包括在所述梁节段中设置预设数量的目标靶标号，所述将各个所述梁节段与预构建的数字孪生模型进行匹配，包括：
8.根据权利要求1所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，在所述采集桥梁施工过程中的桥梁图像信息之前，所述方法还包括：
9.一种基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生装置，其特征在于，所述基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生装置，包括：
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述桥梁图像信息包括形变位移图像，所述形变位移图像表示桥梁施工过程中同一被测点在不同时间点的数字图像，所述实测形变尺度信息包括形变实测值，所述形变实测值包括形变位移，所述对所述桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息，包括：
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述桥梁图像信息包括桥梁混凝土外观图像信息，所述实测表观病害信息包括裂缝宽度实测值，所述对所述桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息，包括：
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述基于形态学的膨胀算法和腐蚀算法计算所述病害区域中所述梁节段的裂缝宽度实测值，包括：
5.根据权利要求2所述的基于机器视觉的桥梁悬浇施工数字孪生方法，其特征在于，所述形变实测值包括挠度实测值，所述对所述桥梁图像信息进行解析，得到桥梁数据信息，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭慧，管世玉，周炜，张爽，李磊，李崧巍，陈磊磊，
申请(专利权)人：中建三局第一建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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