CN116182714A - 一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，涉及位移监测技术领域，解决了现有的沉降监测系统自动化的不够彻底，在对墩台进行监测工作时仍需辅以人工观测，无法全方位地对墩台沉降作出全面的监测观察，使监测精度降低的技术问题；本发明通过数据采集模块采集墩台的长度数据；并将长度数据发送至数据处理模块；数据处理模块接收长度数据，根据长度数据获取沉降位移和沉降速度；以及当沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至智能预警模块；智能预警模块接收预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修；实现了对墩台位移进行自动化检测，并且及时预警维修，提高了桥隧结构的安全性。
Description
技术领域
本发明属于机器视觉领域，涉及位移监测技术，具体是一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统。
背景技术
在桥隧结构中，墩台非常关键，是使桥隧结构各个部分无缝衔接的根本。然而，在现实使用过程中，墩台常常因各种因素沉降变形，影响了桥隧结构的安全性。对此，全面掌握墩台的沉降，积极展开检测与控制，有效避免墩台沉降现象，具有重要意义。
然而现有的沉降监测系统自动化的不够彻底，在对墩台进行监测工作时仍需辅以人工观测，无法全方位地对墩台沉降作出全面的监测观察，使监测精度降低。
为此，提出一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，该一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统解决了现有的沉降监测系统自动化的不够彻底，在对墩台进行监测工作时仍需辅以人工观测，无法全方位地对墩台沉降作出全面的监测观察，使监测精度降低的问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能预警模块；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
所述数据采集模块用于采集墩台的长度数据；
所述数据处理模块用于接收所述长度数据，根据相邻的两个长度数据获取每个周期内墩台的沉降位移，所述沉降位移标记为ΔHn；
根据所述沉降位移获取沉降速度，所述沉降速度标记为Vn；
以及当沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至所述智能预警模块；
所述智能预警模块用于接收所述预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修。
优选的，所述数据采集模块采集墩台的长度数据，具体过程包括：
所述数据采集模块设定采集周期；
所述采集周期标记为T，单位为天；其中，T为大于0的整数；
将采集周期按照时间顺序进行编号，编号用n表示；其中，n的取值为1,2,3……n；
所述机器视觉传感器每隔T天采集一次墩台的长度数据；
所述长度数据标记为Hn，单位为mm；
所述数据采集模块将所述长度数据发送至所述数据处理模块。
优选的，所述沉降位移ΔHn的计算公式为：ΔHn＝Hn-Hn-1；需要进一步说明的是，H0为墩台的初始长度。
优选的，所述沉降速度Vn的计算公式为：
优选的，沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至所述智能预警模块，具体过程包括：
所述数据处理模块设定沉降速度阈值，所述沉降速度阈值标记为Vmax；
Vn>Vmax，即当所述沉降速度超出所述沉降速度阈值时，将桥隧结构的安全标签标记为异常状态；
所述数据处理模块发送预警信号至所述智能预警模块。
优选的，所述智能预警模块接收预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修，具体过程包括：
所述智能预警模块接收所述预警信号后，生成维修信息；其中，所述维修信息包括墩台沉降位移和沉降速度；
所述智能预警模块将所述维修信息发送至维修人员的智能终端；
维修人员通过智能终端接收到维修信息后，前往墩台进行检测维修，维修完毕后，通过智能终端发送维修完毕信号至所述智能预警模块；
所述智能预警模块接收所述维修完毕信号后，将数据采集模块中的采集周期设定为
连续三次采集墩台的长度数据，并根据所述长度数据获取沉降位移和沉降速度；
三次沉降速度均未超出沉降速度阈值，所述智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期；
三次沉降速度中至少出现一次沉降超出沉降速度阈值，所述智能预警模块再次生成维修信息至维修人员的智能终端；
维修人员通过智能终端接收到维修信息后，再次前往墩台进行检测维修，维修完毕后，连续监测三次沉降速度，直至均未超出沉降速度阈值；
所述智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期。
优选的，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；
所述数据处理模块与所述智能预警模块通信和/或电气连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过数据采集模块采集墩台的长度数据；并将长度数据发送至数据处理模块；数据处理模块接收长度数据，根据长度数据获取沉降位移和沉降速度；以及当沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至智能预警模块；智能预警模块接收预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修；实现了对墩台位移进行自动化检测，并且及时预警维修，提高了桥隧结构的安全性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能预警模块；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
所述数据采集模块用于采集墩台的长度数据；
并将所述长度数据发送至所述数据处理模块；
所述数据处理模块用于接收所述长度数据，根据所述长度数据获取沉降位移和沉降速度；
以及当沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至所述智能预警模块；
所述智能预警模块用于接收所述预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修。
本实施例中，所述数据采集模块包括机器视觉传感器。
所述数据采集模块采集墩台的长度数据，具体过程包括：
所述数据采集模块设定采集周期；
所述采集周期标记为T，单位为天；其中，T为大于0的整数；需要进一步说明的是，将采集周期设置为60天较为合理；
将采集周期按照时间顺序进行编号，编号用n表示；其中，n的取值为1,2,3……n；
所述机器视觉传感器每隔T天采集一次墩台的长度数据；需要进一步说明的是，墩台的长度数据即为墩台在地面上的长度；
所述长度数据标记为Hn，单位为mm；
所述数据采集模块将所述长度数据发送至所述数据处理模块。
根据所述长度数据获取沉降位移和沉降速度，具体过程包括：
所述数据处理模块接收所述长度数据；
根据相邻的两个长度数据获取每个周期内墩台的沉降位移，所述沉降位移标记为ΔHn；
所述沉降位移ΔHn的计算公式为：ΔHn＝Hn-Hn-1；需要进一步说明的是，H0为墩台的初始长度；
根据所述沉降位移获取沉降速度，所述沉降速度标记为Vn；
所述沉降速度Vn的计算公式为：
沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至所述智能预警模块，具体过程包括：
所述数据处理模块设定沉降速度阈值，所述沉降速度阈值标记为Vmax；
Vn>Vmax，即当所述沉降速度超出所述沉降速度阈值时，将桥隧结构的安全标签标记为异常状态；
所述数据处理模块发送预警信号至所述智能预警模块。
所述智能预警模块接收预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修，具体过程包括：
所述智能预警模块接收所述预警信号后，生成维修信息；其中，所述维修信息包括墩台沉降位移和沉降速度；
所述智能预警模块将所述维修信息发送至维修人员的智能终端；
维修人员通过智能终端接收到维修信息后，前往墩台进行检测维修，维修完毕后，通过智能终端发送维修完毕信号至所述智能预警模块；
所述智能预警模块接收所述维修完毕信号后，将数据采集模块中的采集周期设定为
连续三次采集墩台的长度数据，并根据所述长度数据获取沉降位移和沉降速度；
三次沉降速度均未超出沉降速度阈值，所述智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期；
三次沉降速度中至少出现一次沉降超出沉降速度阈值，所述智能预警模块再次生成维修信息至维修人员的智能终端；
维修人员通过智能终端接收到维修信息后，再次前往墩台进行检测维修，维修完毕后，连续监测三次沉降速度，直至均未超出沉降速度阈值；
所述智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期。
本实施例中，所述智能终端包括智能手机和电脑等智能设备。
本实施例中，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；
所述数据处理模块与所述智能预警模块通信和/或电气连接。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：
机器视觉传感器每隔T天采集一次墩台的长度数据；数据采集模块将长度数据发送至数据处理模块；
根据相邻的两个长度数据获取每个周期内墩台的沉降位移，根据沉降位移获取沉降速度；
数据处理模块设定沉降速度阈值，当沉降速度超出沉降速度阈值时，将桥隧结构的安全标签标记为异常状态；数据处理模块发送预警信号至智能预警模块；
智能预警模块接收预警信号后，生成维修信息；智能预警模块将维修信息发送至维修人员的智能终端；维修人员通过智能终端接收到维修信息后，前往墩台进行检测维修，维修完毕后，通过智能终端发送维修完毕信号至智能预警模块；智能预警模块接收维修完毕信号后，将数据采集模块中的采集周期设定为
连续三次采集墩台的长度数据，并根据长度数据获取沉降位移和沉降速度；三次沉降速度均未超出沉降速度阈值，智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期；三次沉降速度中至少出现一次沉降超出沉降速度阈值，智能预警模块再次生成维修信息至维修人员的智能终端；维修人员通过智能终端接收到维修信息后，再次前往墩台进行检测维修，维修完毕后，连续监测三次沉降速度，直至均未超出沉降速度阈值；智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (7)
1.一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能预警模块；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
所述数据采集模块用于采集墩台的长度数据；
所述数据处理模块用于接收所述长度数据，根据相邻的两个长度数据获取每个周期内墩台的沉降位移，所述沉降位移标记为ΔHn；
根据所述沉降位移获取沉降速度，所述沉降速度标记为Vn；
以及当沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至所述智能预警模块；
所述智能预警模块用于接收所述预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修。
2.根据权利要求1所述的一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，所述数据采集模块采集墩台的长度数据，具体过程包括：
所述数据采集模块设定采集周期；
所述采集周期标记为T，单位为天；其中，T为大于0的整数；
将采集周期按照时间顺序进行编号，编号用n表示；其中，n的取值为1,2,3……n；
所述机器视觉传感器每隔T天采集一次墩台的长度数据；
所述长度数据标记为Hn，单位为mm；
所述数据采集模块将所述长度数据发送至所述数据处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，所述沉降位移ΔHn的计算公式为：ΔHn＝Hn-Hn-1；需要进一步说明的是，H0为墩台的初始长度。
4.根据权利要求1所述的一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，所述沉降速度Vn的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，沉降速度超出沉降速度阈值，发送预警信号至所述智能预警模块，具体过程包括：
所述数据处理模块设定沉降速度阈值，所述沉降速度阈值标记为Vmax；
Vn>Vmax，即当所述沉降速度超出所述沉降速度阈值时，将桥隧结构的安全标签标记为异常状态；
所述数据处理模块发送预警信号至所述智能预警模块。
6.根据权利要求1所述的一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，所述智能预警模块接收预警信号后，通知维修人员对墩台进行检测维修，具体过程包括：
所述智能预警模块接收所述预警信号后，生成维修信息；其中，所述维修信息包括墩台沉降位移和沉降速度；
所述智能预警模块将所述维修信息发送至维修人员的智能终端；
维修人员通过智能终端接收到维修信息后，前往墩台进行检测维修，维修完毕后，通过智能终端发送维修完毕信号至所述智能预警模块；
所述智能预警模块接收所述维修完毕信号后，将数据采集模块中的采集周期设定为
连续三次采集墩台的长度数据，并根据所述长度数据获取沉降位移和沉降速度；
三次沉降速度均未超出沉降速度阈值，所述智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期；
三次沉降速度中至少出现一次沉降超出沉降速度阈值，所述智能预警模块再次生成维修信息至维修人员的智能终端；
维修人员通过智能终端接收到维修信息后，再次前往墩台进行检测维修，维修完毕后，连续监测三次沉降速度，直至均未超出沉降速度阈值；
所述智能预警模块将桥隧结构的安全标签更改为正常状态，以及将采集周期设定为初始采集周期。
7.根据权利要求1所述的一种应用于桥隧结构安全的机器视觉传感器位移监测系统，其特征在于，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；
所述数据处理模块与所述智能预警模块通信和/或电气连接。
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