CN107841945B - 一种桥梁表观检查装置及其检查方法 - Google Patents

Abstract

一种桥梁表观检查装置,其特征在于:包括设备主体、接收机，曲连杆，伸缩杆，其中设备主体包括摄像头、照明灯、车轮、旋转装置、以及电源；所述摄像头和照明灯设置于基板一侧，基板该侧同时还设置有控制终端和限制块，所述摄像头和照明灯通过旋转装置设置于基板上，基板的另外一侧设置有车轮，曲连杆一端的一端与基板连接，另外一端配有锁扣，伸缩杆与曲连杆通过锁扣连接。

Description

一种桥梁表观检查装置及其检查方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁表观检查装置及其检查方法，属于桥梁维护领域。

背景技术

近年来随着经济的迅速发展，公路交通流量显著增加，大大超出了设计流量的要求，使公路桥梁的损坏率增大，维修周期减小。由于桥梁位置分散、修建年代不同、修建时使用的技术标准不同、桥梁结构形式的差异，造成路网中桥梁的营运状况存在很大的差异。桥梁检查的工作量也大大的增加。

根据《公路桥涵养护规范》规定，桥梁检查分为经常检查、定期检查、特殊检查。针对桥梁经常检查和定期检查，现有技术大多参照规范，采用目测或配以简单工具及仪器，针对不同桥型、跨径、净空，采用不同的辅助设备，如人字梯、桥检车，对存在的病害进行记录，并使用照相机对病害进行拍照记录。

根据《公路桥涵养护规范》规定，桥梁经常检查的周期每个月不得少于一次，定期检查周期根据技术状况确定，最长不得超过三年。新建桥梁交付使用一年后，进行第一次全面检查。临时桥梁每年检查不少于一次。而随着近年来桥梁数量的日益增多，工作量逐渐加大，现有技术在桥梁检查中，一使用人字梯检查，局限性较大，桥下地貌复杂，很多情况下难以架设人字梯，在梯子上所能观察的范围也极其有限，需要不断的移动梯子，以保证完成对桥梁的整体检查，其工作量繁重，效率较低。二对于桥检车，只适用于净空较高，桥梁周围无遮挡物的情况下使用，而且需要停靠在平整稳固的地面或结构物上，对于一些半填半挖路段的桥梁、周围灌木丛生的桥梁，桥检车的使用就受到了限制。

另外在经济性、实用性、安全性方面，一桥检车投资较大、而且需要较大的支撑平台，行车路面还必须有大面积的安全围避措施。二采用人字梯，目前使用的人字梯大多为2米到5米高度范围内，净空大于6米左右将无法进行检查，而且梯子架设越高、桥下地貌越复杂其安全性也大大降低。

最后，现有技术中使用相机拍摄后对照片进行分析，分析的过程中经常出现差错，比如无法分辨出细微的裂缝与迹线，从而导致检查结果出现差错，这些都是现有的相机拍摄技术所限制带来的问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题提出来的，提供了一种桥梁表观检查装置及其检查方法，该装置至少可以解决上述众多问题中的一个，在更优选的实施例中，甚至可以解决上述所有的问题。

根据本发明的一实施例，一种桥梁表观检查装置,其特征在于:包括设备主体、接收机，曲连杆，伸缩杆，其中设备主体包括摄像头、照明灯、车轮、旋转装置、以及电源；所述摄像头和照明灯设置于基板一侧，基板该侧同时还设置有控制终端和限制块，所述摄像头和照明灯通过旋转装置设置于基板上，基板的另外一侧设置有车轮，曲连杆一端的一端与基板连接，另外一端配有锁扣，伸缩杆与曲连杆通过锁扣连接。

根据本发明的另外一实施例，所述照明灯的亮度是可调节的。

根据本发明的另外一实施例，所述摄像头为无线摄像头。

根据本发明的另外一实施例，旋转装置可将无线摄像头旋转至不同位置，通过不同角度已完成对各构件的全面检查，旋转装置可配有独立遥控装置，可实现正反转，操作人员通过观察屏幕使无线摄像头转至所需位置，无线摄像头后设有所述限制块，可控制旋转位置，便于恢复原位。

根据本发明的一实施例，所述曲连杆通过伸缩装置与所述基板连接，实现不同安装深度的构件的检查，以节省检查时间。

根据本发明的一实施例，公开了一种进行桥梁检测的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、进行桥梁表观图片拍摄，实时在接收机上对图片进行搜索；

步骤二、当发现上述图片中存在细微黑色线条时，也即光强明显低于周边区域的细小黑色区域，调节照明灯的亮度，使得相机所拍摄照片上至少有一个像素达到饱和曝光；

步骤三、截取所述细微黑色线条所在区域的图像，将与所述细微黑色线条对应像素的光强值与预先存储的某预定值进行比较，如果所述像素的光强值小于所述预定值，则将图片上的黑色线条定义为疑似裂纹并继续步骤四，如果大于所述预定值则转至步骤一，拍摄桥梁其他位置的表观图片；其中所述某预定值为同等光照下桥梁表面上所形成的可对桥梁产生危害的最小裂纹情况所拍摄的裂纹所对应的图片光强值关。

根据本发明的另外一实施例，还包括步骤四：将所述相机进行变焦并对准所述桥梁上的疑似裂纹进行再次拍摄，使得所述疑似裂纹在宽度方向上至少占据5个像素，然后分析宽度方向上五个像素的光强值变化，如果其光强值变化为由大到小，再由小到大，则将所述疑似裂纹确定为裂纹，如果其光强值表现为基本一致，则确定所述疑似裂纹为迹线。

根据本发明的另外一实施例，所述步骤一中的搜索可由电脑执行或人工执行，初步确定图片上不能确定为是细微裂纹还是迹线的黑色线条。

附图说明

附图1是本发明检查装置的侧视图；

附图2是本发明检查装置的俯视图；

附图3是本发明检查装置的前视图；

附图4是本发明检查装置的曲连杆部分；

附图5是本发明检查装置的曲连杆运动示意图。

具体实施方式

下面将在结合附图的基础上详细描述本发明的脉冲激光装置。

本发明采用无线连接技术，通过使用无线摄像头、接收机（手机或平板）、伸缩杆等其他配件组合在一起，通过合理设计以构成整体，完成对桥梁的检查。

本发明的桥梁表观检查装置由无线连接摄像头、照明灯、车轮、旋转装置、以及电源9组成设备主体，另附一部接收机（手机或平板）、一个曲连杆10、一根伸缩杆。所述摄像头3,和照明灯4设置于基板1一侧，基板该侧同时还设置有控制终端5和限制块8，所述摄像头3,和照明灯4通过旋转装置7设置于基板上，基板1的另外一侧设置有车轮2。

摄像头3：摄像头是一种无线连接摄像头。首先接收机安装无线摄像头控制APP软件，无线摄像头与接收机连接成功后，摄像头3通过基板1安装在曲连杆10上，然后将无线摄像头送至指定结构位置，通过接收机屏幕即可完成对结构的检查。

照明灯4：在桥下检测时容易遇到光线不足的情况，还有比如晚上的时候，照明灯用以保证所检构件清晰可见。照明灯配有遥控开关或者由接收机进行遥控，根据不同作业条件选择使用。更进一步的发明是本发明中的照明灯的亮度是可调节的，该可调节的照明灯发射出可变光强的亮度，配合本发明图像采集及处理方法，可保证在照片的判读上减少误差的发生，这是本发明进一步的发明所在，该种情况并不限于光线不足的情况。

车轮2：基板1下安装有车轮2，以便捷无线摄像头可以在构件处进行滑动。

旋转装置7：在桥梁检查中，要满足对每个构件的全面检查，针对桥梁不同构件、不同的观察角度，无线摄像头下安装的旋转装置7可将无线摄像头旋转至不同位置，通过不同角度已完成对各构件的全面检查。旋转装置配有独立遥控装置，也可由接收机进行遥控，可实现正反转，操作人员通过观察屏幕使无线摄像头转至所需位置。无线摄像头后设有限制块8，可控制旋转位置，便于恢复原位。

电源：电源分为照明灯4与旋转装置7的电源和无线摄像头的电源，互不干扰，作业时长，一次满电可连续工作10小时左右。

一个曲连杆：曲连杆一端安装有基板1，一端设置有锁扣装置11，锁扣装置11可完成设备主体和伸缩杆的连接，曲连杆中间为螺栓连接，可旋转调节，以适应不同构件及不同位置的检查,图4示出了曲连杆可通过螺栓旋转成不同的角度。进一步优选的实施例中，基板1的另一端设有伸缩装置12，可实现无线摄像头的纵向移动，用以完成不同安装深度的构件的检查。

一根伸缩杆：安装设备主体，通过伸缩长度已完成不同净空高度的桥梁的检查。电源9通过支架与曲连杆连接在一起，充电时可取下，曲连杆一端配有锁扣，完成与伸缩杆的连接；伸缩杆可自由伸缩，与曲连杆通过锁扣连接。

一部接收机：接收机可使用市面上的手机或平板安装专门APP软件完成对摄像头的控制，接收机只做观察和拍摄功能，不做储存功能，所拍摄相片及录像保存至无线摄像头内置储存卡里。同时还接收机进一步还可以控制照明灯和旋转装置，或者照明灯或旋转装置可单独另外设置遥控器。

控制终端：用于实现照明灯，摄像头以及旋转装置与相应控制器之间的控制连接。

操作过程：一人手持所述桥梁表观检查装置，将摄像头通过伸缩杆和曲连杆送至桥梁表面指定位置，一人手持接收机或遥控器，打开控制软件，即可完成对桥梁的检查。

在进一步的发明中，曲连杆上设置有伸缩装置12，进而可实现不同安装深度的构件的检查。该伸缩装置12的设置，可大大缩短检查的时间，否则针对构件相邻位置处设置有不同深度的构件，每次都需要重新定位以及移位，该伸缩装置12可节省重新定位和移位的时间。

在本发明进一步优选的实施例中，首先需要说明的是，本发明中，使用照明灯进行辅助照明并不局限于周围光线不好的时候，白天阳光明媚的时候同样可能需要用到照明灯进行辅助照明。我们发现，对于桥梁表面细微的裂纹与由黑色或褐色物质在桥梁表面所形成的迹线有时很难做出明确的区分，为了对此进行正确的区分，提高桥梁表面细微裂纹的辨识率，根据本发明，照明灯的亮度可调，其不仅可以实现普通的辅助照明作用，更可以通过调整照明灯的亮度使得图片达到饱和曝光，并在此基础上提高细微裂纹的发现率。具体拍摄方法包括以下步骤：

步骤一、进行桥梁表观图片拍摄，实时在接收机上对图片进行搜索；

步骤二、当现发上述图片中存在细微黑色线条时，也即光强明显低于周边区域的细小黑色区域，调节照明灯的亮度，使得相机所拍摄照片上至少有一个像素达到饱和曝光；

步骤三、截取所述细微黑色线条所在区域的图像，将与所述细微黑色线条对应像素的光强值与预先存储的某预定值进行比较，如果所述像素的光强值小于所述预定值，则将图片上的黑色线条定义为疑似裂纹并继续步骤四，如果大于所述预定值则转至步骤一，拍摄桥梁其他位置的表观图片；其中所述某预定值为同等光照下桥梁表面上所形成的可对桥梁产生危害的最小裂纹情况所拍摄的裂纹所对应的图片光强值；

步骤四、将所述相机进行变焦并对准所述桥梁上的疑似裂纹进行再次拍摄，使得所述疑似裂纹在宽度方向上至少占据5个像素，然后分析宽度方向上五个像素的光强值变化，如果其光强值变化为由大到小，再由小到大，则将所述疑似裂纹确定为裂纹，如果其光强值表现为基本一致，则确定所述疑似裂纹为迹线。

其中所述步骤一中的搜索可由电脑执行，也可由人工执行，也即初步确定图片上不能确定为是细微裂纹还是迹线的黑色线条；

步骤二中进行使得至少一个像素达到饱和曝光的目的是为了将所述黑色线条区域的曝光量达到最大，其可通过使得照片上至少有一个像素达到饱和曝光来判断，当曝光量达到最大时，则有利于后续步骤的进行，并且曝光量大总体上会利于结果准确性的判读。

步骤三是对所述黑色线条进行进一步判断，对于细微裂纹来说，裂纹越深，则其拍摄照片后裂纹对应处的光强越小，所以可通过与能够产生危害的最小裂纹进行比对来排除所有不构成威胁的裂纹，从而不仅可进一步确定细微裂纹的结果，并且可以大量节省后续的计算量；

步骤四种，一般而言，裂纹一般都呈现V形结构，也即在表面处开口大，随着深度的增加，开口在逐渐变小，整体上呈现出一个V形结构，这样的结构在图片上产生的光强也会随着深度变化呈现出相应的变化，也即从大到小，再从小到大，而对于迹线来说，由于其是由黑色或褐色物质组成，所以其整体上来说光强在宽度方向上不会出现上述变化，其光强值在宽度方向上基本不会产生较大变化。

以上只是针对该发明的具体说明，但是并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员预知的变形均处于本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种利用桥梁表观检查装置进行桥梁检查的方法,其特征在于:所述装置包括设备主体、接收机，曲连杆，伸缩杆，其中设备主体包括摄像头、照明灯、车轮、旋转装置、以及电源；所述照明灯的亮度可调节；所述摄像头和照明灯设置于基板一侧，基板该侧同时还设置有控制终端和限制块，所述摄像头和照明灯通过旋转装置设置 于基板上，基板的另外一侧设置有车轮，曲连杆的一端与基板连接，另外一端配有锁扣，伸缩杆与曲连杆通过锁扣连接；所述检查方法包括以下步骤：步骤一、进行桥梁表观图片拍摄，实时在接收机上对图片进行搜索，所述搜索可由电脑执行或人工执行，初步确定图片上不能确定为是细微裂纹还是迹线的黑色线条；步骤二、当发现上述图片中存在细微黑色线条时，也即光强明显低于周边区域的细小 黑色区域，调节照明灯的亮度，使得相机所拍摄照片上至少有一个像素达到饱和曝光；步骤三、截取所述细微黑色线条所在区域的图像，将与所述细微黑色线条对应像素的 光强值与预先存储的某预定值进行比较，如果所述像素的光强值小于所述预定值，则将图片上的黑色线条定义为疑似裂纹并继续步骤四，如果大于所述预定值则转至步骤一，拍摄桥梁其他位置的表观图片；其中所述某预定值为同等光照下桥梁表面上所形成的可对桥梁产生危害的最小裂纹情况所拍摄的裂纹所对应的图片光强值关；所述步骤四是将所述相机进行变焦并对准所述桥梁上的疑似裂纹进行再次拍摄，使得所述疑似裂纹在宽度方向上至少占据5个像素，然后分析宽度方向上五个像素的光强值变化，如果其光强值变化为由大到小，再由小到大，则将所述疑似裂纹确定为裂纹，如果其光强值表现为基本一致，则确定所述疑似裂纹为迹线。

2.根据权利要求1所述的一种利用桥梁表观检查装置进行桥梁检查的方法，其特征在于：所述摄像头为无线摄像头。

3.根据权利要求2所述的一种利用桥梁表观检查装置进行桥梁检查的方法，其特征在于：旋转装置可将无线摄像头旋转至不同位置，通过不同角度已完成对各构件的全面检查，旋转装置可配有独立遥控装置，可实现正反转，操作人员通过观察屏幕使无线摄像头转至所需位置，无线摄像头后设有所述限制块，可控制旋转位置，便于恢复原位。

4.根据权利要求1所述的一种利用桥梁表观检查装置进行桥梁检查的方法，其特征在于：所述曲连杆通过伸缩装置与所述基板连接，实现不同安装深度的构件的检查，以节省检查时间。