CN116087235B

CN116087235B - 一种多源耦合的桥梁损伤探测方法及系统

Info

Publication number: CN116087235B
Application number: CN202310366714.3A
Authority: CN
Inventors: 袁凯; 文展; 罗燕平; 张何; 王冰源; 谈洪兵
Original assignee: Sichuan Chuanjiao Road and Bridge Co Ltd
Current assignee: Hebei Lianshu Highway Engineering Co ltd; Sichuan Chuanjiao Road and Bridge Co Ltd
Priority date: 2023-04-07
Filing date: 2023-04-07
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2043-04-07
Also published as: CN116087235A

Abstract

本申请涉及一种多源耦合的桥梁损伤探测方法及系统，方法包括规划飞行路线；按照飞行路线飞行并对对象进行扫描，根据扫描反馈的稀疏点云数据构建勘察面组；在一个平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波；信号采集终端在接收平面内围绕检测点飞行并接收二次波；根据二次波的接收位置计算反射位置以及在检测点所在平面上使用反射位置构建损伤区域。本申请公开的多源耦合的桥梁损伤探测方法及系统，使用稀疏点云数据与电磁波范围扫描结合的方式来对桥梁的非使用面进行探测，这种检测方式能够在数据采集过程中进行区域整体分析，同时还能够忽略掉正常数据并且不受周围环境影响。

Description

一种多源耦合的桥梁损伤探测方法及系统

技术领域

本申请涉及数据采集与处理技术领域，尤其是涉及一种多源耦合的桥梁损伤探测方法及系统。

背景技术

桥梁损伤直接关系到行车的安全性，对于桥梁损伤检测，按照位置划分，可以分为使用面检测和非使用面检测两类，使用面检测可以使用携带有检测设备的检测车辆进行。对于非使用面的检测，目前有使用人工检测与无人机拍摄检测的方式。

人工检测多使用专用的工程机械将检查人员转移到桥梁的非使用面，这种方式需要对车流进行限制甚至封闭车道，检测成本高，检测范围也有限。无人机检测的方式是使用无人机拍摄图片，然后对图片进行分析。这种方式解决了检测范围和检测速度问题，但是需要处理海量数据，激光雷达扫描也存在类似问题。

发明内容

本申请提供一种多源耦合的桥梁损伤探测方法及系统，使用稀疏点云数据与电磁波范围扫描结合的方式来对桥梁的非使用面进行探测，这种检测方式能够在数据采集过程中进行区域整体分析，同时还能够忽略掉正常数据并且不受周围环境影响。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，本申请提供了一种多源耦合的桥梁损伤探测方法，包括：

响应于获取到的三维模型信息和初始位置坐标，规划飞行路线；

按照飞行路线飞行并对对象进行扫描，根据扫描反馈的稀疏点云数据构建勘察面组，勘察面组由多个平面组成，勘察面组在三维模型信息上区别显示；

在一个平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波，电磁波沿平面传递；

信号采集终端在接收平面内围绕检测点飞行并接收二次波；

根据二次波的接收位置计算反射位置；以及

在检测点所在平面上使用反射位置构建损伤区域；

其中，信号采集终端围绕检测点飞行过程中，具有多个飞行半径。

在第一方面的一种可能的实现方式中，信号采集终端的数量为多个，多个信号采集终端围绕检测点飞行时，每个信号采集终端的飞行半径均不相同；

任意两个信号采集终端与检测点不在同一直线上。

在第一方面的一种可能的实现方式中，每个信号采集终端负责一个环形区域，在远离检测点的方向上，后一个环形区域的内径等于前一个环形区域的外径。

在第一方面的一种可能的实现方式中，多个信号采集终端的飞行半径同步增加或者减少。

在第一方面的一种可能的实现方式中，对电磁波的发射方向进行约束；

电磁波发射方向的角速度与信号采集终端围绕检测点飞行的角速度不同。

每一束电磁波发射方向的角速度与对应一个或者多个信号采集终端围绕检测点飞行的角速度相同。

在第一方面的一种可能的实现方式中，在一个检测点处进行多个检测过程，每个检测过程中发射电磁波的波长不同。

第二方面，本申请提供了一种多源耦合的桥梁损伤探测装置，包括：

路线规划单元，用于响应于获取到的三维模型信息和初始位置坐标，规划飞行路线；

探测规划单元，用于按照飞行路线飞行并对对象进行扫描，根据扫描反馈的稀疏点云数据构建勘察面组，勘察面组由多个平面组成，勘察面组在三维模型信息上区别显示；

信号发射单元，用于在一个平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波，电磁波沿平面传递；

信号接收单元，用于通过信号采集终端在接收平面内围绕检测点飞行并接收二次波；

数据处理单元，用于根据二次波的接收位置计算反射位置；以及

结果单元，用于在检测点所在平面上使用反射位置构建损伤区域；

第三方面，本申请提供了一种多源耦合的桥梁损伤探测系统，所述系统包括：

一个或多个存储器，用于存储指令；以及

一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：

程序，当所述程序被处理器运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括程序指令，当所述程序指令被计算设备运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。

第六方面，本申请提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述各方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。

该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。

在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，或者处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。

附图说明

图1是本申请提供的一种电磁波发射器的结构性示意图。

图2是本申请提供的一种桥梁损伤探测方法的步骤流程示意性框图。

图3是本申请提供的一种对桥梁侧面进行扫描时的路径规划示意图，图中粗实线表示路径。

图4是本申请提供的一种对桥梁底面进行扫描时的路径规划示意图，图中粗实线表示路径。

图5是本申请提供的一种二次波产生的原理性示意图，图中粗实线表示电磁波的传播路径。

图6是本申请提供的一种信号采集终端的飞行路径示意图，图中粗实线表示飞行路径。

图7是本申请提供的一种多个信号采集终端的飞行路径示意图，图中粗实线表示飞行路径。

图8是本申请提供的另一种多个信号采集终端的飞行路径示意图，图中粗实线表示飞行路径。

图9是本申请提供的一种约束环在电磁波发射器内部的结构性示意图。

图10是本申请提供的一种约束环上约束缝隙的分布示意图。

图中，1、电磁波发射器，2、发射源，3、第一引导通道，4、第二引导通道，5、约束环，51、约束缝隙。

具体实施方式

首先需要介绍，本申请公开的桥梁损伤探测方法，需要借助的硬件设备为一台信号发射终端和多台信号采集终端，信号发射终端和信号采集终端均使用无人机作为动力源。

信号发射终端除了具备飞行功能外，同时还携带有负压吸附器，负压吸附器能够吸附在桥梁的非使用面上。信号发射终端同时还携带有电磁波发射器1，电磁波发射器1的结构如图1所示，图中箭头表示电磁波的传播方向，电磁波发射器1中的发射源2发射的电磁波经过第一引导通道3的引导后向四周发射，然后经过第二引导通道4的引导后沿着桥梁的非使用面传播。约束环5转动，电磁波可以通过约束环5上的约束缝隙51。

信号采集终端除了具备飞行功能外，同时还携带有阵列天线，使用阵列天线的目的是计算方位角，该部分在后续内容中会进行详细介绍。

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

请参阅图2，本申请公开了一种多源耦合的桥梁损伤探测方法，包括如下步骤：

S101，响应于获取到的三维模型信息和初始位置坐标，规划飞行路线；

S102，按照飞行路线飞行并对对象进行扫描，根据扫描反馈的稀疏点云数据构建勘察面组，勘察面组由多个平面组成，勘察面组在三维模型信息上区别显示；

S103，在一个平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波，电磁波沿平面传递；

S104，信号采集终端在接收平面内围绕检测点飞行并接收二次波；

S105，根据二次波的接收位置计算反射位置；以及

S106，在检测点所在平面上使用反射位置构建损伤区域；

具体而言，在步骤S101之前，会首先构建一个三维模型，该三维模型可以由工作人员构建，也可以使用现有的三维模型，使用三维模型的作用是对信号发射终端和信号采集终端的飞行路线与损伤探测位置进行规划。

将三维模型给到信号发射终端与信号采集终端的同时，会同时给到初始位置坐标，得到三维模型和初始位置坐标，信号发射终端或者信号采集终端开始规划飞行路线，规划飞行路线的目的是采集对象的基本结构信息。

此处认为信号采集终端受到信号发射终端的控制，以信号发射终端为基础描述规划飞行路线的方式。规划飞行路线以三维模型、激光传感器的扫描角度和抵近距离为基础数据，以三维模型为基础，激光传感器的扫描角度和抵近距离确定了扫描间距。

根据三维模型可以确定基准扫描平面，例如侧面和底面，然后在基准扫描平面上进行路线设计，基准扫描平面上的飞行路线为矩形波状，基准扫描平面切换时的路线不进行限制。

请参阅图3和图4，飞行过程中，激光传感器会同步对覆盖范围内的桥梁进行扫描并构建勘察面组，也就是步骤S102中的内容，此处使用稀疏点云数据的原因是在扫描过程中可以直接将部分无法进行勘察分析的面筛除。

应理解，信号发射终端和信号采集终端均具有一定的体积，当桥梁中的部分区域无法进入时，这部分区域需要进行舍弃，以平面为例，平面具有长度和宽度，长度或者宽度中的任意一个不符合要求（小于设定最小值），该平面需要舍弃；曲面也需要进行舍弃，例如桥墩；缝隙宽度不够时，与缝隙相关的面也需要进行舍弃。

使用稀疏点云数据的另一个原因是可以对一些极小的面进行忽略，因为稀疏点云数据中相邻数据点之间的距离较大，如果一个极小的面的尺寸不满足相邻数据点之间的距离，则会被直接忽略，这种直接忽略的方式能够避免在高精度建模后再对这些极小的面进行舍弃处理。

应理解，激光雷达的扫描精度与重量和体积具有正相关关系，扫描精度提高后，激光雷达的重量和体积也会随之增加，此时就对信号发射终端的负荷能力提出高要求。信号发射终端的负荷能力提高后，体积也会增加，从勘察角度考虑，能够进入到的区域就会减少。

为了方便理解，以一个固定的三维模型为例，该三维模型上的全部表面可以分为可勘察面和不可勘察面，信号发射终端的体积越小，可勘察面在全部表面中的占比也就越高。

稀疏点云数据意味着可以使用低线束的激光雷达，也就意味着可以使用小体积的信号发射终端，这种方式可以提高可勘察面在全部表面中的占比。同时，这种方式还能够降低数据处理量，使信号发射终端可以以更快的速度完成对勘察面组的构建。

使用稀疏点云数据对对象进行扫描的另一个优势还在于能够对不同的对象进行自适应区分（区分可勘察面和不可勘察面），例如对于不同的桥梁和不同的激光雷达，对桥梁进行一次扫描后就能够完成可勘察面和不可勘察面的分类。

在步骤S103中，在一个平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波，电磁波沿平面传递，具体的过程是信号发射终端使用负压吸附器吸附在桥梁的一个表面上吸附完成后，信号发射终端的螺旋桨停止转动。

请参阅图5，然后电磁波发射器1启动，开始向信号发射终端所在表面发射电磁波信号，电磁波信号到达信号发射终端所在表面后，沿着信号发射终端所在表面传递。电磁波信号在传播过程中每遇到一次介质边界会激发出二次波，此处的介质边界指的就是在平面上出现的缝隙边界，电磁波在经过一个缝隙时，会激发一次或者两次二次波，二次波会被信号采集终端采集到。

此处需要理解，在上述内容中，信号发射终端的坐标确定，信号采集终端的坐标确定，电磁波和二次波的路线确定，通过这些参数，就可以计算出介质边界的坐标，或者说缝隙边界的一个坐标。

对于二次波的计算，原理如下，在前述内容中提到，信号采集终端携带有阵列天线，阵列天线用于接收二次波，对于接收角度的确定，使用MUSIC算法计算。

MUSIC算法是一种基于矩阵特征空间分解的方法，信号处理的观测空间可以分解为信号子空间和噪声子空间，显然这两个空间是正交的。信号子空间由阵列接收到的数据协方差矩阵中与信号对应的特征向量组成，噪声子空间则由协方差矩阵中所有最小特征值（噪声方差）对应的特征向量组成。

假定阵列由M个阵元组成，则阵列输出模型的矩阵形式都可以表示为：Y(t)=AX(t)+N(t)。

其中，Y是观测到的阵列输出数据复向量；X是未知的空间信号复向量；N是阵列输出向量中的加性噪声；A是阵列的方向矩阵，A矩阵表达式如下：

Y得到的数据是有限时间段内的有限次数的样本，在这段时间内，假定来波方向不发生变化，且噪声为与信号不相关的白噪声，则定义阵列输出信号的二阶矩Ry，对Ry进行特征值分解，利用特征向量构建两个正交的子空间，即信号子空间和噪声子空间。

对Ry进行特征分解，使用如下公式：

U是非负定的厄米特矩阵，所以特征分解得到的特征值均为非负实数，有D个大的特征值和M-D个小的特征值，大特征值对应的特征向量组成的空间Us为信号子空间，小特征值对应的特征向量组成的空间Un为噪声子空间。

将噪声特征向量作为列向量，组成噪声特征矩阵，并张成M-D维的噪声子空间Un，噪声子空间与信号子空间正交。

而Us的列空间向量恰与信号子空间重合，所以Us的列向量与噪声子空间也是正交的，由此，可以构造空间谱函数。在空间谱域求取谱函数最大值，其谱峰对应的角度即是来波方向角的估计值。

在步骤S104中，信号采集终端在接收平面内围绕检测点飞行并接收二次波，此处的二次波就是前文中提到的二次波，二次波基于平面上的缝隙得到并且在空间内传播，会被移动的信号采集终端收集到。应理解，缝隙的位置不确定，需要信号采集终端在接收平面内围绕检测点飞行并进行采集。

请参阅图6，此处需要说明的是，信号采集终端围绕检测点飞行过程中，具有多个飞行半径，例如以一个固定的飞行半径围绕检测点飞行一个单位时间后，会接着增大或者减小飞行半径并继续围绕检测点飞行一个单位时间。

因为阵列天线的覆盖范围有限，需要通过调整飞行半径的方式来获取信号发射终端发出的电磁波信号覆盖范围内产生的二次波。

在步骤S105中会根据二次波的接收位置计算反射位置，反射位置的计算使用矩阵天线结合MUSIC算法进行。得到反射位置后，在检测点所在平面上使用反射位置构建损伤区域，也就是步骤S106中的内容。

在上述内容中，对于桥梁的一个表面，需要根据设定的检测范围来确定检测点的数量，检测点数量与表面的面积呈正相关。

整体而言，本申请提供的多源耦合的桥梁损伤探测方法，耦合了激光源和电磁波源，使用激光源来对能够进行损伤探测的面进行筛选，然后使用电磁波源对筛选出来的面进行表面分析，分析过程借助电磁波在平面传递过程中生成的二次波进行。二次波在平面上的缝隙处生成，也就是对于平面上没有缝隙的部分，在本申请中会直接忽略。本申请提供的探测方式，借助于稀疏点云数据与电磁波范围扫描结合的方式来对桥梁的非使用面进行大面积的平面快速检测，在数据采集和分析过程方面具有优势，同时还不受周围环境影响（对比图像拍摄）。

还需要说明的是，本申请无法对部分小平面和曲面进行检测，这些小平面多位于桥梁与桥墩的连接处，对于这部分平面，可以使用人工检查或者密集激光点云数据检查；对于桥墩，可以使用拍摄图像的方式进行检查，因为桥墩四周的环境简单，光照充足，能够拍摄到清晰的图像。

当然，桥墩也可以使用本申请提供的方法进行检查，但是需要改变信号发射终端与信号采集终端的移动方式，位于空中的信号发射终端位于信号采集终端的上方或者下方，信号发射终端和信号采集终端均围绕桥墩转动。

请参阅图7，在一些例子中，信号采集终端的数量为多个，多个信号采集终端围绕检测点飞行时，每个信号采集终端的飞行半径均不相同，并且，任意两个信号采集终端与检测点不在同一直线上。

通过增加信号采集终端的方式，可以有效提高二次波的采集速度。应理解，如果一束电磁波在传播路径上经过多个缝隙，就会产生多个二次波，当使用多个信号采集终端时，就能够有效提高二次波的捕获率。

另一个方面，因为缝隙的边缘处不规则，导致二次波产生后的传播路径无法确定，使用多个信号采集终端围绕检测点飞行的方式有助于提高二次波的捕获概率。

在另一些例子中，每个信号采集终端负责一个环形区域，在远离检测点的方向上，后一个环形区域的内径等于前一个环形区域的外径。这种方式中一个信号采集终端在一个固定的环形区域内游荡，用于提高提高二次波的捕获率。

在一些可能的实现方式中，多个信号采集终端的飞行半径同步增加或者减少。

在一些例子中，对电磁波的发射方向进行约束，并且电磁波发射方向的角速度与信号采集终端围绕检测点飞行的角速度不同。约束发射方向的作用是，信号采集终端的数量有限，过多的电磁波反而不利于信号采集终端补集，因为过量的二次波还会带来数据处理量的增加，适当的降低电磁波的发射方向（电磁波束数量），可以在满足缝隙勘察的前提下降低数据处理量。例如对于一个缝隙，在得到多个不连续的点后，将这些点连接起来，就能够得到该缝隙的近似形状。

请参阅图8，在另一些例子中，对电磁波的发射方向进行约束，同时，每一束电磁波发射方向的角速度与对应一个或者多个信号采集终端围绕检测点飞行的角速度相同。

对于电磁波的发射方向约束，请参阅图9和图10，图中的发射源2保持静止，电磁波发射器1的两个组件中的一个转动并带动约束环5转动，电磁波可以通过约束环5上的约束缝隙51。组件转动时的动力由外置微型电机提供。

这种方式中电磁波与信号采集终端匹配，约束发射方向的作用与上述内容中记载的相同，此处不再赘述。限制角速度相同的目的在于降低信号采集终端的无效路径浪费。

对于无效路径，可以这样理解，信号采集终端飞行过程中的路径可以分为有效路径和无效路径，在有效路径上可以捕获二次波，在有效路径上无法捕获二次波。

前文中提到，因为缝隙的边缘处不规则，导致二次波产生后的传播路径无法确定。使用每一束电磁波发射方向的角速度与对应一个或者多个信号采集终端围绕检测点飞行的角速度相同的方式可以提高捕获二次波的概率，但是也会产生一定的漏捕概率。

因此，在一些可能的实现方式中，上述两种对电磁波发射方向的角速度与信号采集终端围绕检测点飞行的角速度的限制方式混合使用。

在一些例子中，在一个检测点处进行多个检测过程，每个检测过程中发射电磁波的波长不同，不同波长的电磁波能够越过不同宽度的缝隙，使用大波长的电磁波进行基础探测，使用小波长的电磁波进行详细探测。两种探测方式相结合，可以发现不同宽度的缝隙。

本申请还提供了一种多源耦合的桥梁损伤探测装置，包括：

进一步地，信号采集终端的数量为多个，多个信号采集终端围绕检测点飞行时，每个信号采集终端的飞行半径均不相同；

任意两个信号采集终端与检测点不在同一直线上。

进一步地，每个信号采集终端负责一个环形区域，在远离检测点的方向上，后一个环形区域的内径等于前一个环形区域的外径。

进一步地，多个信号采集终端的飞行半径同步增加或者减少。

进一步地，对电磁波的发射方向进行约束；

进一步地，在一个检测点处进行多个检测过程，每个检测过程中发射电磁波的波长不同。

在一个例子中，以上任一装置中的单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个专用集成电路(application specificintegratedcircuit，ASIC)，或，一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，或这些集成电路形式中至少两种的组合。

再如，当装置中的单元可以通过处理元件调度程序的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，CPU)或其它可以调用程序的处理器。再如，这些单元可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。

在本申请中可能出现的对各种消息/信息/设备/网元/系统/装置/动作/操作/流程/概念等各类客体进行了赋名，可以理解的是，这些具体的名称并不构成对相关客体的限定，所赋名称可随着场景，语境或者使用习惯等因素而变更，对本申请中技术术语的技术含义的理解，应主要从其在技术方案中所体现/执行的功能和技术效果来确定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

还应理解，在本申请的各个实施例中，第一、第二等只是为了表示多个对象是不同的。例如第一时间窗和第二时间窗只是为了表示出不同的时间窗。而不应该对时间窗的本身产生任何影响，上述的第一、第二等不应该对本申请的实施例造成任何限制。

还应理解，在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括指令，当该指令被执行时，以使得该终端设备和该网络设备执行对应于上述方法的终端设备和网络设备的操作。

本申请还提供了一种多源耦合的桥梁损伤探测系统，所述系统包括：

一个或多个存储器，用于存储指令；以及

一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如上述内容中所述的方法。

本申请还提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述内容中所涉及的功能，例如，生成，接收，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。

上述任一处提到的处理器，可以是一个CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制上述的反馈信息传输的方法的程序执行的集成电路。

在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，以支持该芯片系统实现上述实施例中的各种功能。或者，该处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。

可选地，该计算机指令被存储在存储器中。

可选地，该存储器为该芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，该存储器还可以是该终端内的位于该芯片外部的存储单元，如ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM等。

可以理解，本申请中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

非易失性存储器可以是ROM、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM，EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是RAM，其用作外部高速缓存。RAM有多种不同的类型，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhancedSDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种多源耦合的桥梁损伤探测方法，使用激光源与电磁波源耦合，其特征在于，包括：

S101,响应于获取到的三维模型信息和初始位置坐标，规划飞行路线，所述三维模型由工作人员构建或者使用现有三维模型，初始位置坐标由工作人员给出；

S102,按照所述飞行路线飞行并使用激光传感器对覆盖范围内的桥梁进行扫描，根据扫描反馈的稀疏点云数据构建勘察面组，所述勘察面组由多个平面组成，所述勘察面组在三维模型信息上区别显示；

S103,在一个所述平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波，电磁波沿平面传递，电磁波在平面上的缝隙处产生二次波；

S104,信号采集终端在接收平面内围绕所述检测点飞行并接收二次波；

S105,根据所述二次波的接收位置计算反射位置，反射位置的计算使用矩阵天线结合MUSIC 算法进行；以及

S106,在所述检测点所在所述平面上使用所述反射位置构建损伤区域；

2.根据权利要求1所述的多源耦合的桥梁损伤探测方法，其特征在于，信号采集终端的数量为多个，多个信号采集终端围绕检测点飞行时，每个信号采集终端的飞行半径均不相同；

任意两个信号采集终端与检测点不在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的多源耦合的桥梁损伤探测方法，其特征在于，每个信号采集终端负责一个环形区域，在远离检测点的方向上，后一个环形区域的内径等于前一个环形区域的外径。

4.根据权利要求2所述的多源耦合的桥梁损伤探测方法，其特征在于，多个信号采集终端的飞行半径同步增加或者减少。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的多源耦合的桥梁损伤探测方法，其特征在于，对电磁波的发射方向进行约束；

6.根据权利要求2至4中任意一项所述的多源耦合的桥梁损伤探测方法，其特征在于，对电磁波的发射方向进行约束；

7.根据权利要求1所述的多源耦合的桥梁损伤探测方法，其特征在于，在一个检测点处进行多个检测过程，每个检测过程中发射电磁波的波长不同。

8.一种多源耦合的桥梁损伤探测装置，使用激光源与电磁波源耦合，其特征在于，包括：

路线规划单元，用于响应于获取到的三维模型信息和初始位置坐标，规划飞行路线，所述三维模型由工作人员构建或者使用现有三维模型，初始位置坐标由工作人员给出；

探测规划单元，用于按照所述飞行路线飞行并使用激光传感器对覆盖范围内的桥梁进行扫描，根据扫描反馈的稀疏点云数据构建勘察面组，所述勘察面组由多个平面组成，所述勘察面组在三维模型信息上区别显示；信号发射单元，用于在一个所述平面上构建检测点并以检测点为基准发射电磁波，电磁波沿平面传递，电磁波在平面上的缝隙处产生二次波；

信号接收单元，用于通过信号采集终端在接收平面内围绕所述检测点飞行并接收二次波；

数据处理单元，用于根据所述二次波的接收位置计算反射位置，反射位置的计算使用矩阵天线结合 MUSIC 算法进行；以及

结果单元，用于在所述检测点所在所述平面上使用所述反射位置构建损伤区域；

9.一种多源耦合的桥梁损伤探测系统，其特征在于，所述系统包括：

一个或多个存储器，用于存储指令；以及

一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括：

程序，当所述程序被处理器运行时，如权利要求1至7中任意一项所述的方法被执行。