【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁工程，具体涉及一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置及方法。
技术介绍
1、钢箱梁因其结构自重轻、力学性能好、工程造价低且施工期间对交通、环境影响小的特点，得到广泛应用。常用的钢箱梁桥的施工方法为吊装法和顶推法，其中顶推法以施工设备简便，施工速度快、安全性高的特点，作为最常用钢箱梁桥的施工方法。
2、顶推施工过程中钢箱梁受力情况复杂，若多台顶推设备操作不同步，或钢箱梁两侧的顶推力不一致，或滑道上的各点的摩擦力不均匀造成两侧顶推设备发生相对滑动，或导梁安装位置偏差造成钢箱梁受力偏斜，可能导致钢箱梁发生横向偏移。横向偏移会导致钢箱梁受力不均，可能引发局部变形、裂缝或其他结构损伤。横向偏移严重时甚至可能导致桥梁结构失去稳定性，发生倾覆或侧翻事故。
3、顶推过程中横向偏移量的传统监测方法通常采用全站仪进行监测，在钢箱梁上布设多个测点进行观测，需要施工技术人员持续测量，以判断是否偏移，再控制顶推设备进行纠偏，其过程操作复杂，人为因素影响较大且难以实时获取桥梁轴线上的偏移量，即增加了施工成本，也延误了工期。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置及方法，在顶推施工过程中通过导梁顶端布设的两个工业相机模组拍摄的标靶视频实时更新桥梁轴线的位置，提供轴线上各控制点的横向偏移量，并通过控制器自动控制顶推装置进行纠偏，同时，若发生横向偏移量较大，向预警装置发出警报，进行人工干预
2、本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，包括：
4、工业相机模组，包括两个工业相机及与工业相机匹配的电动变焦镜头和固定相机支架，布设于钢箱梁导梁支架顶端；
5、标靶，所述标靶布设于临时支墩的顶部中央，标靶靶面正对顶推相反方向，作为所述工业相机模组的参考物，提供坐标更新点；
6、边缘计算盒，包括计算单元和无线传输单元，所述边缘计算盒布设于钢箱梁导梁支架上；
7、预警装置，包括无线接收单元、预警器及控制器，所述无线接收单元用于接收边缘计算盒计算出的桥梁轴线横向偏移值，所述预警装置布设在顶推起点处，用于实时监测顶推过程中桥梁轴线的偏移量，并根据预警信号，通过所述控制器人工操控顶推过程。
8、而且，所述工业相机模组与所述边缘计算盒之间为有线连接并通过移动电源供电，连接线之间设置保护挡板。
9、而且，所述控制器包括：
10、控制台，用于操控顶推装置的液压阀组，设定顶推速度、压力顶推参数；
11、可编程逻辑控制器，结合工业相机模组返回的横向偏移值，自动化实时条件和监控顶推过程。
12、一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏方法，所述方法的步骤为：
13、s1、沿桥轴线方向在顶推起点处设置基准点，以此基准点为原点o，以顶推前进方向为x轴正向，沿桥轴线方向为x轴，以x轴逆时针旋转90°为y轴正向，垂直于桥梁轴线方向为y轴建立平面坐标系；
14、s2、在两导梁顶端布设工业相机模组为测点1、2，并确定两工业相机的初始坐标a(xa,ya)，b(xb,yb)，并根据标靶上棋盘格的实际尺寸与像素尺寸之比计算比例因子
15、s3、根据工程监测需要，选定任一控制点p在桥梁轴线上的位置，并确定初始坐标p(xp,yp)，在各临时支墩上布设标靶，根据工业相机拍摄标靶的视频实时更新a，b两点的实时坐标为a'(x'a,y'a)，b'(x'b,y'b)；
16、s4、根据两个工业相机的初始坐标和实时坐标，确定顶推主梁的旋转角度为
17、则旋转矩阵
18、s5、设桥梁轴线上任一点控制点p的初始坐标p(xp,yp)，可通过a，b两点的实时坐标，获取p点坐标的实时坐标
19、则桥梁轴线在该处的横向偏移量δy＝(y'p-yp)×sf；
20、根据该控制点p的桥梁轴线横向偏移量自动控制顶推设备进行精准纠偏。
21、而且，顶推施工过程中，若所述预警装置接收到所述边缘计算盒计算出的桥梁轴线上某控制点的横向偏移大于预警值，所述预警装置发出该控制点的预警信号，暂停顶推施工，通过所述控制器人工操作纠正横向偏移。
22、本专利技术的优点和有益效果为：
23、本专利技术以工业相机替代了传统全站仪的监测方法，具有安装简便、智能实时的特点，可实时的准确监测桥梁轴线上任意点的横向偏移量，一旦发现轴线某点的偏移，可立即智能控制顶推装置实现智能纠偏，同时，轴线出现较大的偏移量会自动预警，避免桥梁发生倾覆等严重事故，实现了监测与纠偏的智能联控，监测与预警的一体化，保证了顶推的施工速度，减少了人工干预。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，其特征在于：所述工业相机模组与所述边缘计算盒之间为有线连接并通过移动电源供电，连接线之间设置保护挡板。
3.根据权利要求1所述基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，其特征在于：所述控制器包括：
4.一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏方法，其特征在于：基于权利要求1～3任意一项所述的基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，所述方法的步骤为：
5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏方法，其特征在于：顶推施工过程中，若所述预警装置接收到所述边缘计算盒计算出的桥梁轴线上某控制点的横向偏移大于预警值，所述预警装置发出该控制点的预警信号，暂停顶推施工，通过所述控制器人工操作纠正横向偏移。
【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，其特征在于：所述工业相机模组与所述边缘计算盒之间为有线连接并通过移动电源供电，连接线之间设置保护挡板。
3.根据权利要求1所述基于计算机视觉的钢箱梁顶推施工横向纠偏预警装置，其特征在于：所述控制器包括：
4.一种基于计算机视觉的钢箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：张必猛，崔迪宇，朱劲松，侯旭丰，陶友海，杜鹏，张余丰，程韦潼，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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