CN112254701B - 车载式桥头跳车检测分析系统及其方法 - Google Patents

车载式桥头跳车检测分析系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了车载式桥头跳车检测分析系统及其方法，一种车载式桥头跳车检测分析系统方法，用于检测并且分析桥头跳车情况，包括步骤S1：安装于检测车的内部的工控机开启采集模式后，初始化安装于检测车的后车轮的光电编码器的桩号信息，并且分别驱动光电编码器、安装于检测车的车顶后方部的线扫描相机、安装于工控机的惯性导航系统和安装于检测车的车顶的GPS系统。本发明公开的车载式桥头跳车检测分析系统及其方法，其可高效、自动化地实现桥头跳车的检测，依据检测数据生成的纵断面剖面曲线，进一步建立桥头跳车计算模型并可以定量地描述该桥的桥头跳车严重程度。

Description

车载式桥头跳车检测分析系统及其方法
技术领域
本发明属于桥头跳车检测技术领域，具体涉及一种车载式桥头跳车检测分析系统和一种车载式桥头跳车检测分析方法。
背景技术
修建在江南地区软土地基上的公路与桥梁在通车运营后往往发生不均匀沉降，从而产生桥头跳车现象，影响行车平顺性与乘坐舒适度，严重时还会危及行车安全。通过对桥头跳车进行检测、判别和分析，可以为指导桥头跳车处治养护施工、改善桥头跳车状况、提升桥梁养护管理水平提供基本前提和依据。
现有的桥头跳车检测分析技术方案主要采用水准仪测量法对桥头跳车进行检测。该方法首先需要现场初步排查桥面、接坡段道路及接坡末端道路各车道实际纵坡的“桥头跳车”严重程度，对单侧桥头单向车道范围内“跳车”现象最明显单车道进行现场测量，并依据道路设计时速，按相邻最大纵坡差对跳车病害进行分类来实现桥头车道坡度排查。
现有的桥头跳车检测分析技术方案——水准仪测量法的主要缺点有：
(1)由于方案涉及对桥头车道坡度排查、桥头错台高差排查、桥梁伸缩缝排查、桥头搭板排查等，而检测排查过程多依靠专业人员现场测量，无法实现跳车点自动化检测和分析，检测判别跳车病害效率低下，费时费力。
(2)该方法是通过人工进行桥头跳车病害的排查，需要检测人员在现场进行实地测量，对该路段通行的车辆极易造成影响及干扰，且快速通过的车辆会威胁到检测人员的人身安全。在交通量较大的路段检测，需要进行封道，从而对该路段的交通造成严重影响。
(3)现有技术方案采样点少，对桥头跳车点的判别较为粗略，无法量化分析跳车的严重程度，不能够很好地指导桥头跳车处治养护施工。
(4)与最新的JTG 5210-2018《公路技术状况评定标准》对路面平整度、车辙和跳车等指标应采用自动化断面类设备进行检测的要求不符。
发明内容
本发明的主要目的在于提供车载式桥头跳车检测分析系统及其方法，其可高效、自动化地实现桥头跳车的检测，依据检测数据生成的纵断面剖面曲线，进一步建立桥头跳车计算模型并可以定量地描述该桥的桥头跳车严重程度。
为达到以上目的，本发明提供一种车载式桥头跳车检测分析系统方法，用于检测并且分析桥头跳车情况，包括以下步骤：
步骤S1：安装于检测车的内部的工控机开启采集模式后，初始化安装于检测车的后车轮的光电编码器(中)的(距离)桩号信息，并且分别驱动光电编码器、安装于检测车的车顶后方部的线扫描相机(线扫描相机通过牢固的机械结构安装于检测车的车顶后方，相机镜头垂直于桥面或者路面，使用广角镜头从而能拍摄到单车道的完整图像)、安装于(集成于)工控机的惯性导航系统和安装于检测车的车顶的GPS系统；
步骤S2：随着检测车(向前)运动，光电编码器等间距触发(采集采样点的桩号信息)并且使惯性导航系统和线扫描相机(采集采样点的图像)进行间隔采样，记录采集桥段的各个采样点的桩号信息；
步骤S3：将惯性导航系统中的倾仰角数据和相对应的桩号信息输入安装于检测车的内部的计算机，计算机第一处理后获得(单车道)桥面的纵断面剖面曲线，并且计算机第二处理后获得桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线；
步骤S4：根据桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线，计算机第三处理后获得采集桥段的跳车比例。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S3具体实施为以下步骤：
步骤S3.1：将惯性导航系统中的倾仰角数据和相对应的桩号信息输入安装于检测车的内部的计算机，计算机第一处理后获得(单车道，采集桥段的)桥面的纵断面剖面曲线；
步骤S3.2：根据线扫描相机采集的采样点的图像，获得采集桥段的桥接缝的位置桩号；
步骤S3.3：结合线扫描相机获得的桥接缝的位置桩号和桥面的纵断面剖面曲线，获得桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S4具体实施为以下步骤：
步骤S4.1：将桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线分为N个等长分段；
步骤S4.2：分别计算每个分段的坡度差；
步骤S4.3：将坡度差超过设定的阈值的分段判定为跳车分段，并且计算跳车分段总数n；
步骤S4.4：通过计算跳车分段总数n与分段总数N的比值，公式获得采集桥段的跳车比例(该比例可以定量地描述该采集桥段的桥头跳车严重程度)。
为达到以上目的，本发明还提供一种车载式桥头跳车检测分析系统，包括：
检测车(用于承载下述各个设备)、工控机、光电编码器、惯性导航系统、GPS系统和线扫描相机，工控机安装于检测车的内部并且惯性导航系统安装于工控机，光电编码器安装于检测车的后车轮并且光电编码器用于采集检测车(前进)的桩号信息，GPS系统安装于检测车的车顶并且GPS系统用于检测采集桥段的位置和方向(等信息)，线扫描相机安装于检测车的车顶后方部并且线扫描相机用于采集图像；
计算机，计算机安装于检测车的内部，计算机用于计算分析光电编码器、惯性导航系统、GPS系统和线扫描相机采集的数据。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，线扫描相机通过连接杆固定连接于检测车的车顶后方部，线扫描相机包括相机镜头，相机镜头垂直设置于水平面(桥面或者路面)(相机镜头使用广角镜头从而能拍摄到单车道的完整图像)。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，工控机与计算机电性连接，工控机还分别与光电编码器、线扫描相机、惯性导航系统和GPS系统电性连接。
本发明的有益效果为：
本发明中的车载式桥头跳车检测系统及其方法可高效、自动化地实现桥头跳车的检测，依据检测数据生成的路桥纵(即桥接缝)断面剖面曲线，进一步建立桥头跳车计算模型并开发了相应的软件以完成桥头跳车分析工作，与现有传统技术方案相比，其有如下优点：
(1)检测手段方面：该发明组合使用了惯性导航系统，线扫描相机以及光电编码器，可有效检测并输出指定路桥纵断面剖面曲线，克服了水准仪测量法存在的检测效率低，受人为因素干扰等缺点。其次，由于采用的是车载式检测设备，检测人员无需下车进行现场测量，提高了检测作业的安全性，同时克服了水准仪测量法在交通量较大路段需要封闭交通进行检测作业的缺点。另外，该检测技术采集频率高，采样点多，可生成高精度路桥纵断面线，为进一步判别和分析桥头跳车病害奠定了坚实的基础。
(2)分析方法方面：传统的分析方法需要人工选取阈值，主观性强、人力消耗大。该发明设计了基于路桥纵断面线的桥头跳车计算模型，将坡度差与阈值进行比较定量判别路桥过渡段桥头跳车的严重程度，并开发出软件来实现这一分析过程的自动化，能够提高识别跳车点的精确性，极大地节约了人力成本，为养护决策提供更加科学准确的依据。
本发明技术方案能为桥头跳车检测分析带来有益效果。一方面，车载式桥头跳车检测系统能够快速、智能化地检测桥头跳车并对其进行分析和量化，为桥梁养护提供了有针对性的检测结果，极大地节约了检测和养护的人力成本；另一方面，自动化的检测分析提高了检测精度、降低了漏检率，有助于桥梁养护单位确定科学合理的养护对策，减少无谓的费用支出。从整体上，提高了桥梁检测和养护的经济效益。
附图说明
图1是本发明的车载式桥头跳车检测分析系统及其方法的结构示意图。
附图标记包括：10、检测车；20、工控机；30、光电编码器；40、GPS系统；50、线扫描相机；51、连接杆；60、计算机。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
参见附图的图1，图1是本发明的车载式桥头跳车检测分析系统及其方法的结构示意图。
在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的检测车和GPS系统等可被视为现有技术。
优选实施例。
本发明公开了一种车载式桥头跳车检测分析系统方法，用于检测并且分析桥头跳车情况，包括以下步骤：
步骤S1：安装于检测车10的内部的工控机20开启采集模式后，初始化安装于检测车的后车轮的光电编码器30(中)的(距离)桩号信息，并且分别驱动光电编码器30、安装于检测车的车顶后方部的线扫描相机50(线扫描相机50通过牢固的机械结构(优选为连接杆51)安装于检测车10的车顶后方，相机镜头垂直于桥面或者路面，使用广角镜头从而能拍摄到单车道的完整图像)、安装于(集成于)工控机20的惯性导航系统(未示出，与工控机20集成)和安装于检测车的车顶的GPS系统40；
步骤S2：随着检测车(向前)运动，光电编码器30等间距触发(采集采样点的桩号信息)并且使惯性导航系统和线扫描相机50(采集采样点的图像)进行间隔采样，记录采集桥段的各个采样点的桩号信息；
步骤S3：将惯性导航系统中的倾仰角数据和相对应的桩号信息输入安装于检测车的内部的计算机60，计算机60第一处理后获得(单车道)桥面的纵断面剖面曲线，并且计算机60第二处理后获得桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线(即路桥纵断面剖面曲线)；
步骤S4：根据桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线，计算机60第三处理后获得采集桥段的跳车比例。
具体的是，步骤S3具体实施为以下步骤：
步骤S3.1：将惯性导航系统中的倾仰角数据和相对应的桩号信息输入安装于检测车的内部的计算机60，计算机第一处理后获得(单车道，采集桥段的)桥面的纵断面剖面曲线；
步骤S3.2：根据线扫描相机50采集的采样点的图像，获得采集桥段的桥接缝的位置桩号；
步骤S3.3：结合线扫描相机50获得的桥接缝的位置桩号和桥面的纵断面剖面曲线，获得桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线。
更具体的是，步骤S4具体实施为以下步骤：
步骤S4.1：将桥接缝(附近)的纵断面剖面曲线分为N个等长分段；
步骤S4.2：分别计算每个分段的坡度差；
步骤S4.3：将坡度差超过设定的阈值的分段判定为跳车分段，并且计算跳车分段总数n；
步骤S4.4：通过计算跳车分段总数n与分段总数N的比值，公式获得采集桥段的跳车比例(该比例可以定量地描述该采集桥段的桥头跳车严重程度)。
本发明还公开了一种车载式桥头跳车检测分析系统，包括：
检测车10(用于承载下述各个设备)、工控机20、光电编码器30、惯性导航系统(集成与工控机20)、GPS系统40和线扫描相机50，工控机20安装于检测车10的内部并且惯性导航系统安装于工控机20，光电编码器30安装于检测车10的后车轮并且光电编码器30用于采集检测车10(前进)的桩号信息，GPS系统40安装于检测车10的车顶并且GPS系统40用于检测采集桥段的位置和方向(等信息)，线扫描相机50安装于检测车10的车顶后方部并且线扫描相机50用于采集图像；
计算机60，计算机60安装于检测车10的内部，计算机60用于计算分析光电编码器30、惯性导航系统、GPS系统40和线扫描相机50采集的数据。
具体的是，线扫描相机50通过连接杆51固定连接于检测车10的车顶后方部，线扫描相机50包括相机镜头(未示出)，相机镜头垂直设置于水平面(桥面或者路面)(相机镜头使用广角镜头从而能拍摄到单车道的完整图像)。
更具体的是，工控机20与计算机60电性连接，工控机20还分别与光电编码器30、线扫描相机50、惯性导航系统和GPS系统40电性连接。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的检测车和GPS系统等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种车载式桥头跳车检测分析系统方法，用于检测并且分析桥头跳车情况，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：安装于检测车的内部的工控机开启采集模式后，初始化安装于检测车的后车轮的光电编码器的桩号信息，并且分别驱动光电编码器、安装于检测车的车顶后方部的线扫描相机、安装于工控机的惯性导航系统和安装于检测车的车顶的GPS系统；
步骤S2：随着检测车运动，光电编码器等间距触发并且使惯性导航系统和线扫描相机进行间隔采样，记录采集桥段的各个采样点的桩号信息；
步骤S3：将惯性导航系统中的倾仰角数据和相对应的桩号信息输入安装于检测车的内部的计算机，计算机第一处理后获得桥面的纵断面剖面曲线，并且计算机第二处理后获得桥接缝的纵断面剖面曲线；
步骤S3具体实施为以下步骤：
步骤S3.1：将惯性导航系统中的倾仰角数据和相对应的桩号信息输入安装于检测车的内部的计算机，计算机第一处理后获得桥面的纵断面剖面曲线；
步骤S3.2：根据线扫描相机采集的采样点的图像，获得采集桥段的桥接缝的位置桩号；
步骤S3.3：结合线扫描相机获得的桥接缝的位置桩号和桥面的纵断面剖面曲线，获得桥接缝的纵断面剖面曲线；
步骤S4：根据桥接缝的纵断面剖面曲线，计算机第三处理后获得采集桥段的跳车比例；
步骤S4具体实施为以下步骤：
步骤S4.1：将桥接缝的纵断面剖面曲线分为N个等长分段；
步骤S4.2：分别计算每个分段的坡度差；
步骤S4.3：将坡度差超过设定的阈值的分段判定为跳车分段，并且计算跳车分段总数n；
步骤S4.4：通过计算跳车分段总数n与分段总数N的比值，公式获得采集桥段的跳车比例。
2.用于实施权利要求1所述的一种车载式桥头跳车检测分析系统方法的一种车载式桥头跳车检测分析系统，其特征在于，包括：
检测车、工控机、光电编码器、惯性导航系统、GPS系统和线扫描相机，工控机安装于检测车的内部并且惯性导航系统安装于工控机，光电编码器安装于检测车的后车轮并且光电编码器用于采集检测车的桩号信息，GPS系统安装于检测车的车顶并且GPS系统用于检测采集桥段的位置和方向，线扫描相机安装于检测车的车顶后方部并且线扫描相机用于采集图像；
计算机，计算机安装于检测车的内部，计算机用于计算分析光电编码器、惯性导航系统、GPS系统和线扫描相机采集的数据。
3.根据权利要求2所述的一种车载式桥头跳车检测分析系统，其特征在于，线扫描相机通过连接杆固定连接于检测车的车顶后方部，线扫描相机包括相机镜头，相机镜头垂直设置于水平面。
4.根据权利要求3所述的一种车载式桥头跳车检测分析系统，其特征在于，工控机与计算机电性连接，工控机还分别与光电编码器、线扫描相机、惯性导航系统和GPS系统电性连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114199188B (zh) * 2021-12-06 2024-06-21 宁波市政工程建设集团股份有限公司 基于车辆动力学模型的桥头跳车智能检测系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104792937A (zh) * 2015-04-02 2015-07-22 同济大学 一种基于车载重力加速度传感器的桥头跳车检测评价方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8542881B2 (en) * 2010-07-26 2013-09-24 Nascent Technology, Llc Computer vision aided automated tire inspection system for in-motion inspection of vehicle tires

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104792937A (zh) * 2015-04-02 2015-07-22 同济大学 一种基于车载重力加速度传感器的桥头跳车检测评价方法

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