【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁监测，特别是一种基于无线感知和视觉融合的桥梁健康监控系统。
技术介绍
1、桥梁是交通基础设施的重要组成部分，我国近20年的桥梁建设成就斐然，截止到2018年底，我国公路桥梁超过852000座，铁路桥梁超过200000座，桥梁规模已经位居世界第一，并且，建设了以港珠澳大桥、苏通长江公路大桥、西堠门大桥、杭州湾大桥、北盘江大桥以及卢浦大桥等一大批创造世界纪录的大桥，迈入了桥梁建设的强国。
2、桥梁的安全事故不仅会造成交通中断和拥堵，还会带来巨大的经济损失和人员伤亡，因此，桥梁的可靠性和安全性尤为重要。桥梁的监测方式分为接触式监测和非接触式监测，接触式监测的准确率高，但监测范围有限、维护成本过高，非接触式监测的监测范围较广，但准确性较低。现有的监测系统会将接触式监测和非接触式监测相结合，来实现桥梁的安全监测，但是相关的传感设备固定设置在特定的位置，传感设备的维修保养非常麻烦，并且，桥梁必须在设计建造的时候就设置相关的传感设备，搭建监测系统，使得监测系统多应用于近年来新建的桥梁，老旧的桥梁无法很好地实施安全监测。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中监测系统维修保养困难，无法应用于老旧桥梁的技术问题，本专利技术提出的基于无线感知和视觉融合的桥梁健康监控系统包括服务器、移动监测装置和无人机，所述服务器分别与所述移动监测装置和所述无人机进行通讯连接；
2、所述服务器和所述无人机设置于桥梁的一端，将桥梁划分为多个区段，在每个区段设置两个移动监测装置；p>
3、所述桥梁健康监控系统包括三种工作模式，分别为常规检测模式、本地处理模式和远程处理模式，三种模式之间自动进行切换。
4、优选的，所述移动监测装置包括底座，所述底座的底部设置有移动轮，在所述移动轮之间设置有振动传感器，所述振动传感器通过可伸缩杆连接所述底座的底面，所述底座的上方设置有监测平台，所述监测平台的两侧分别设置有温度传感器和湿度传感器，在所述温度传感器和所述湿度传感器之间设置有固定模块，在所述监测平台的中央位置设置有可360°旋转的检测杆，第一ccd摄像头和激光测速传感器通过可伸缩杆连接所述检测杆，所述监测平台内部设置有处理器、存储器和通讯模块。
5、优选的，所述移动监测装置的工作模式分为计算处理模式和数据检测模式。
6、优选的，在计算处理模式下，移动监测装置搭载的传感设备不进行工作，处理器通过通讯模块接收来自其他移动监测装置的检测数据，基于部署于存储器的神经网络模型或者存储器存储的检测阈值进行运算处理；在数据检测模式下，所述振动传感器在可伸缩杆的带动下紧贴桥梁表面，所述第一ccd摄像头和所述激光测速传感器在所述检测杆的带动下对准桥梁上行驶的车辆，并通过可伸缩杆调节检测距离，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述第一ccd摄像头、所述激光测速传感器和所述振动传感器进行数据检测，检测得到的数据通过通讯模块传输给其他移动监测装置或服务器。
7、优选的，在常规检测模式下，无人机基于设定的保养计划周期性地对桥梁进行检测，将位于同一个区段的第一移动监测装置设定为计算处理模式，第二移动监测装置设定为数据检测模式，第二移动监测装置将检测得到的图像数据、车速数据、温度数据、湿度数据和振动数据传输给第一移动监测装置，第一移动监测装置根据图像数据计算通过区段的机动车数量和大车所占的比例，根据车速数据计算平均车速，根据振动数据确定振动最大值和振动平均值，将机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度与对应的设定阈值进行比较，根据比较结果进行监测处理。
8、优选的，根据比较结果进行监测处理的具体过程为若机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度均小于等于对应的设定阈值，第一移动监测装置会将机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度传输至服务器，服务器根据各个区段的数据调整设定的保养计划，若存在至少一项数据大于对应的设定阈值，第一移动监测装置会向服务器发送第一信号，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为本地处理模式。
9、优选的，在本地处理模式下，服务器将位于中间位置的区段设定为计算区段，将位于其余位置的区段设定为检测区段，将计算区段内的移动监测装置设定为计算处理模式，将边缘健康分析模型部署于计算区段内的第一移动监测装置和第二移动监测装置，将集成健康分析模型部署于计算区段内的第二移动监测装置，将检测区段内的移动监测装置设定为数据监测模式，检测区段内的移动监测装置将检测数据传输至计算区段内的第一移动监测装置，计算区段的检测数据为左右相邻检测区段的检测数据平均值，无人机对桥梁各个区段的底部状况进行扫描检测，获得各个区段的底部扫描数据，将计算区段对应的检测数据和底部扫描数据、以及位于计算区段左侧的检测区段对应的检测数据和底部扫描数据传输至计算区段内的第一移动监测装置，将位于计算区段右侧的检测区段对应的检测数据和底部扫描数据传输至计算区段内的第二移动监测装置，计算区段内的第一移动监测装置和第二移动监测装置基于边缘健康分析模型分析各个桥梁区段的健康状态，计算区段内的第二移动监测装置根据各个桥梁区段的健康状态计算得到桥梁的第一整体健康分数，根据第一整体健康分数进行工作模式的切换。
10、优选的，根据第一整体健康分数进行工作模式的切换的具体过程为若第一整体健康分数小于第一健康阈值，计算区段内的第二移动监测装置会向服务器发送第二信号，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为远程处理模式；若第一整体健康分数大于第二健康阈值，第二健康阈值大于第一健康阈值，计算区段内的第二移动监测装置会向服务器发送第三信号，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为常规检测模式。
11、优选的，在远程处理模式下，服务器将所有桥梁区段内的移动监测装置设定为数据监测模式，无人机对桥梁各个区段的底部状况进行扫描检测，移动监测装置的检测数据和无人机的底部扫描数据均传输至服务器，服务器基于桥梁评估神经网络模型分析桥梁的整体健康状况，根据整体健康状况计算桥梁的第二整体健康分数，根据第二整体健康分数进行工作模式的切换。
12、优选的，根据第二整体健康分数进行工作模式的切换的具体过程为若第二整体健康分数大于第三健康阈值，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为常规检测模式，若第二整体健康分数大于第四健康阈值，并且，第二整体健康分数小于等于第三健康阈值，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为本地处理模式，第三健康阈值大于第四健康阈值。
13、相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
14、将检测传感器设置于移动监测装置和无人机，传感器的维修保养更加方便，可以在任何桥梁上组建桥梁健康监控系统，进行健康检测，并且，移动监测装置可以在服务器的协助下根据实际监控需求进行自行组网，在不同的工作模式之间进行自动切换，实现智能化监控。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于无线感知和视觉融合的桥梁健康监控系统，其特征在于,所述桥梁健康监控系统包括服务器、移动监测装置和无人机，所述服务器分别与所述移动监测装置和所述无人机进行通讯连接；
2.根据权利要求1所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，所述移动监测装置包括底座，所述底座的底部设置有移动轮，在所述移动轮之间设置有振动传感器，所述振动传感器通过可伸缩杆连接所述底座的底面，所述底座的上方设置有监测平台，所述监测平台的两侧分别设置有温度传感器和湿度传感器，在所述温度传感器和所述湿度传感器之间设置有固定模块，在所述监测平台的中央位置设置有可360°旋转的检测杆，第一CCD摄像头和激光测速传感器通过可伸缩杆连接所述检测杆，所述监测平台内部设置有处理器、存储器和通讯模块。
3.根据权利要求2所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，所述移动监测装置的工作模式分为计算处理模式和数据检测模式。
4.根据权利要求3所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，在计算处理模式下，移动监测装置搭载的传感设备不进行工作，处理器通过通讯模块接收来自其他移动监测装置的检测数据，基于部署于存储器的
5.根据权利要求2所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，在常规检测模式下，无人机基于设定的保养计划周期性地对桥梁进行检测，将位于同一个区段的第一移动监测装置设定为计算处理模式，第二移动监测装置设定为数据检测模式，第二移动监测装置将检测得到的图像数据、车速数据、温度数据、湿度数据和振动数据传输给第一移动监测装置，第一移动监测装置根据图像数据计算通过区段的机动车数量和大车所占的比例，根据车速数据计算平均车速，根据振动数据确定振动最大值和振动平均值，将机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度与对应的设定阈值进行比较，根据比较结果进行监测处理。
6.根据权利要求5所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，根据比较结果进行监测处理的具体过程为若机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度均小于等于对应的设定阈值，第一移动监测装置会将机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度传输至服务器，服务器根据各个区段的数据调整设定的保养计划，若存在至少一项数据大于对应的设定阈值，第一移动监测装置会向服务器发送第一信号，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为本地处理模式。
7.根据权利要求2所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，在本地处理模式下，服务器将位于中间位置的区段设定为计算区段，将位于其余位置的区段设定为检测区段，将计算区段内的移动监测装置设定为计算处理模式，将边缘健康分析模型部署于计算区段内的第一移动监测装置和第二移动监测装置，将集成健康分析模型部署于计算区段内的第二移动监测装置，将检测区段内的移动监测装置设定为数据监测模式，检测区段内的移动监测装置将检测数据传输至计算区段内的第一移动监测装置，计算区段的检测数据为左右相邻检测区段的检测数据平均值，无人机对桥梁各个区段的底部状况进行扫描检测，获得各个区段的底部扫描数据，将计算区段对应的检测数据和底部扫描数据、以及位于计算区段左侧的检测区段对应的检测数据和底部扫描数据传输至计算区段内的第一移动监测装置，将位于计算区段右侧的检测区段对应的检测数据和底部扫描数据传输至计算区段内的第二移动监测装置，计算区段内的第一移动监测装置和第二移动监测装置基于边缘健康分析模型分析各个桥梁区段的健康状态，计算区段内的第二移动监测装置根据各个桥梁区段的健康状态计算得到桥梁的第一整体健康分数，根据第一整体健康分数进行工作模式的切换。
8.根据权利要求7所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，根据第一整体健康分数进行工作模式的切换的具体过程为若第一整体健康分数小于第一健康阈值，计算区段内的第二移动监测装置会向服务器发送第二信号，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为远程处理模式；若第一整体健康分数大于第二健康阈值，第二健康阈值大于第一健康阈值，计算区段内的第二移动监测装置会向服务器发送第三信号，服务器将桥梁健康监控系统的工作模式切换为常规检测模式。
9.根据权利要求2所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，在远程处理模式下，服...
【技术特征摘要】
1.一种基于无线感知和视觉融合的桥梁健康监控系统，其特征在于,所述桥梁健康监控系统包括服务器、移动监测装置和无人机，所述服务器分别与所述移动监测装置和所述无人机进行通讯连接；
2.根据权利要求1所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，所述移动监测装置包括底座，所述底座的底部设置有移动轮，在所述移动轮之间设置有振动传感器，所述振动传感器通过可伸缩杆连接所述底座的底面，所述底座的上方设置有监测平台，所述监测平台的两侧分别设置有温度传感器和湿度传感器，在所述温度传感器和所述湿度传感器之间设置有固定模块，在所述监测平台的中央位置设置有可360°旋转的检测杆，第一ccd摄像头和激光测速传感器通过可伸缩杆连接所述检测杆，所述监测平台内部设置有处理器、存储器和通讯模块。
3.根据权利要求2所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，所述移动监测装置的工作模式分为计算处理模式和数据检测模式。
4.根据权利要求3所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，在计算处理模式下，移动监测装置搭载的传感设备不进行工作，处理器通过通讯模块接收来自其他移动监测装置的检测数据，基于部署于存储器的神经网络模型或者存储器存储的检测阈值进行运算处理；在数据检测模式下，所述振动传感器在可伸缩杆的带动下紧贴桥梁表面，所述第一ccd摄像头和所述激光测速传感器在所述检测杆的带动下对准桥梁上行驶的车辆，并通过可伸缩杆调节检测距离，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述第一ccd摄像头、所述激光测速传感器和所述振动传感器进行数据检测，检测得到的数据通过通讯模块传输给其他移动监测装置或服务器。
5.根据权利要求2所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，在常规检测模式下，无人机基于设定的保养计划周期性地对桥梁进行检测，将位于同一个区段的第一移动监测装置设定为计算处理模式，第二移动监测装置设定为数据检测模式，第二移动监测装置将检测得到的图像数据、车速数据、温度数据、湿度数据和振动数据传输给第一移动监测装置，第一移动监测装置根据图像数据计算通过区段的机动车数量和大车所占的比例，根据车速数据计算平均车速，根据振动数据确定振动最大值和振动平均值，将机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度与对应的设定阈值进行比较，根据比较结果进行监测处理。
6.根据权利要求5所述的桥梁健康监控系统，其特征在于，根据比较结果进行监测处理的具体过程为若机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度均小于等于对应的设定阈值，第一移动监测装置会将机动车数量、大车所占的比例、平均车速、振动最大值、振动平均值、温度和湿度传输至服务器，服务器根据各个区段的数据调整设定的保养计划，若存在至少一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国林，尚华玲，储建辉，张哲阳，张越，
申请(专利权)人：成都纵横通达信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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