CN117470116B - 桥梁碰撞监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种桥梁碰撞监测系统及方法，系统包括安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；云台摄像机，用于实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪超高车辆，并将车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至车牌识别摄像机；振动监测传感器，用于实时采集振动数据，并实时监测振动异常信号和车辆碰撞信号，以通知车牌识别摄像机进行数据汇总上报，或通知云台摄像机进行桥梁碰撞视频采集。本申请能够实现车辆超高检测，车辆跟踪，以及在监测到桥梁碰撞时进行视频采集，实现桥梁安全状况的全面监测和数据采集分析，以便更好地保障桥梁安全或碰撞后进行定损追责。

Description

桥梁碰撞监测系统及方法

技术领域

本申请涉及桥梁监测技术领域，尤其是涉及一种桥梁碰撞监测系统及方法。

背景技术

随着各种立交措施如公路立交、铁路跨公路等日益增加，车辆撞击限高架或者桥梁事故屡有发生。轻则造成人员受伤、车辆毁坏，重则导致桥梁垮塌，引发二次事故。因此，及时获知桥梁或限高架被撞事故，掌握桥梁及现场概况，对于保障运输安全有着重要意义。

目前常见的一种桥梁碰撞监测系统中，传感器直接安装在限高架上，摄像机和补光灯安装在铁路桥上，摄像机直面限高架；这种方式中摄像机根本无法监测到对桥梁撞击后的现场画面，加之摄像机是固定的，如果因撞击产生角度变化时，更无法监测到事故现场情况。

发明内容

本申请的目的在于提供一种桥梁碰撞监测系统及方法，通过安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机，实现车辆超高检测，车辆跟踪，以及在监测到桥梁碰撞时进行视频采集，实现桥梁安全状况的全面监测和数据采集分析，以便更好地定损追责。

第一方面，本申请提供一种桥梁碰撞监测系统，系统包括：安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；桥梁设施包括：桥梁本体或限高架；云台摄像机，用于实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪超高车辆，并将车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至车牌识别摄像机；振动监测传感器，用于实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至车牌识别摄像机；第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；车牌识别摄像机，在接收到振动异常信号后，将预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使云平台根据打包数据进行数据分析和呈现；振动监测传感器，还用于实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；第二预设阈值大于第一预设阈值；如果是，向云台摄像机发送车辆碰撞信号；云台摄像机在接收到车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。

进一步地，上述云台摄像机的初始视野与车牌识别摄像机的视野有50%重合。

进一步地，上述车牌识别摄像机，用于对视野内的车辆进行车牌信息识别，得到车牌识别视频；车牌信息包括：车牌号码、车牌类型、车牌颜色。

进一步地，上述云台摄像机，用于监测每个车辆与桥梁设施是否重合；将重合的车辆确定为超高车辆，并对超高车辆进行跟踪，确定超高车辆的行驶轨迹。

进一步地，上述车牌识别摄像机，还用于将桥梁碰撞视频发送至云平台，以使云平台进行数据存储、分析和呈现。

进一步地，上述云台摄像机，还用于因桥梁设施发生碰撞而产生视角变化时，将自身拍摄视角调整为默认视角。

进一步地，上述云台摄像机，还用于对视角移动轨迹进行记录。

进一步地，上述视角移动轨迹呈Z字形轨迹或L型轨迹。

进一步地，如果系统应用于车流量少的桥梁区域，云台摄像机采用固定巡检模式工作。

进一步地，上述系统采用低功耗低流量设计，系统中的各设备可采用太阳能供电或在4G网络下工作。

第二方面，本申请还提供一种桥梁碰撞监测方法，该方法应用于如第一方面所述的系统；该系统包括：安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；桥梁设施包括：桥梁本体或限高架；该方法包括：云台摄像机实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪超高车辆，并将车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至车牌识别摄像机；振动监测传感器实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至车牌识别摄像机；第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；车牌识别摄像机在接收到振动异常信号后，将预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使云平台根据打包数据进行数据分析和呈现；振动监测传感器实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；第二预设阈值大于第一预设阈值；如果是，向云台摄像机发送车辆碰撞信号；云台摄像机在接收到车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。

本申请提供的一种桥梁碰撞监测系统及方法中，系统包括：安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；云台摄像机，用于实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪超高车辆，并将车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至车牌识别摄像机；振动监测传感器，用于实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至车牌识别摄像机；预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；车牌识别摄像机，在接收到振动异常信号后，将预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使云平台根据打包数据进行数据分析和呈现；振动监测传感器，还用于实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；第二预设阈值大于第一预设阈值；如果是，向云台摄像机发送车辆碰撞信号；云台摄像机在接收到车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。该方案中，通过安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机，能够实现车辆超高检测，车辆跟踪，以及在监测到桥梁碰撞时进行视频采集，实现桥梁安全状况的全面监测和数据采集分析，以便更好地保障桥梁安全以及在发生碰撞后定损追责。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种桥梁碰撞监测系统的安装位置示意图；

图2为本申请实施例提供的一种桥梁碰撞监测系统的结构框图；

图3为本申请实施例提供的一种桥梁碰撞监测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前的碰撞监测系统中，传感器安装在限高架上，摄像机和补光灯（还有太阳能）安装在铁路桥上，摄像机直面限高架；当超高车辆经过时，碰撞限高架，传感器把信息传输到摄像机处；摄像机开始截取录像。该系统存在以下问题：摄像机和传感器都安装在桥梁之前，也就是限高架上或者桥梁入口处，对违规超高车辆碰撞限高架或桥梁的行为进行监测，但是无法监测到对桥梁撞击的后果；摄像机是固定死的，加入严重碰撞，摄像机的角度稍微变化的话，无法看到事故现场情况。

基于此，本申请实施例提供一种桥梁碰撞监测系统及方法，通过安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机，能够实现车辆超高检测，车辆跟踪，以及在监测到桥梁碰撞时进行视频采集，实现桥梁安全状况的全面监测和数据采集分析，以便更好地保障桥梁安全以及在发生碰撞后定损追责。

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种桥梁碰撞监测系统进行详细介绍。

图1为本申请实施例提供的桥梁碰撞监测系统的安装位置示意图，系统包括：安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；桥梁设施包括：桥梁本体或限高架，图1中以限高架为例进行示意。通常，对于有限高架的桥梁，将上述传感器和摄像机均安装于限高架上；对于没有限高架的桥梁，直接安装于桥梁上。

参见图2所示的桥梁碰撞监测系统的结构框图，车牌识别摄像机21、云台摄像机22、振动监测传感器23两两相连。

云台摄像机，用于实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪超高车辆，并将车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至车牌识别摄像机；

振动监测传感器，用于实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至车牌识别摄像机；第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；

车牌识别摄像机，在接收到振动异常信号后，将预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使云平台根据打包数据进行数据分析和呈现；

振动监测传感器，还用于实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；第二预设阈值大于第一预设阈值；如果是，向云台摄像机发送车辆碰撞信号；

云台摄像机在接收到车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。

本申请实施例中，上述云台摄像机固定在立柱上，默认无触发的情况下云台摄像机的初始视野与车牌识别摄像机的视野有50%重合。云台摄像机，用于监测每个车辆与桥梁设施是否重合；将重合的车辆确定为超高车辆，并对超高车辆进行跟踪，确定超高车辆的行驶轨迹。云台摄像机会将实时采集的视频以及超高车辆监测结果发送至车牌识别摄像机。

上述振动监测传感器固定在桥梁设施横梁上，用于实时监测振动等级，通过算法监测实时振动等级是否超出阈值，如果超过阈值将把信息同步给其他执行单元（如上述两个摄像机）。在监测到振动异常信号时，向车牌识别摄像机进行告警，以使车牌识别摄像机进行数据上报，具体的上报数据包括第一预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据。第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；比如，信号发送时刻的前30秒和后1分钟。在监测到车辆碰撞信号时，通知云台摄像机进行视角调整，以拍摄桥梁碰撞情况，并将采集到的桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。

车牌识别摄像机固定在桥梁设施中间处，对驶来的车辆做车牌、类型、颜色等识别，即车牌识别摄像机，用于对视野内的车辆进行车牌信息识别，得到车牌识别视频；其中，车牌信息包括：车牌号码、车牌类型、车牌颜色。车牌识别摄像机具有类似网关的功能；在接收到振动异常信号时，将第一预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据上报至云平台，视频上报成功后，云平台通知业务平台，由业务平台进一步处理后，通知到业主单位有超高车辆需要处理，进行提前预警，以保障桥梁安全。车牌识别摄像机在接收到云台摄像机发送的桥梁碰撞视频后，将桥梁碰撞视频发送至云平台，以使云平台进行数据存储、分析和呈现。

进一步地，上述云台摄像机，还用于因桥梁设施发生碰撞而产生视角变化时，将自身拍摄视角调整为默认视角，还用于对视角移动轨迹进行记录。上述视角移动轨迹呈Z字形轨迹或L型轨迹，实际应用中，可以按照记录好的移动轨迹对视角进行自动化调整，以使视角回归原位或者对准桥梁。如果上述系统应用于车流量少的桥梁区域，云台摄像机可以采用固定巡检模式工作。

比如：云台摄像机收到振动监测传感器的车辆碰撞信号后，视角开始从原位移动到拍摄桥梁视角；因桥梁在远方，自动调焦检查桥梁的损坏程度；按规定时间录像视频后，视角返回到原始位置。桥梁发生碰撞的情况下，桥梁设施通常也会发生碰撞，这种情况下，往往会导致云台摄像的视角发生变化，此时，需要首先将云台摄像机的视角调整到原位。然后在接收到车辆碰撞信号后，再进行视角调整，以进行桥梁状况拍摄。

进一步地，上述系统采用低功耗低流量设计，系统中的各设备可采用太阳能供电或在4G网络下工作。

本申请实施例提供的桥梁碰撞监测系统，采用双视角视频结合的方式：用直面来车方向和横向的两个角度的视频，多角度取证和判断。相比于固定式摄像机视频取证，跟踪技术来实现的方案可以获取到更多的现场证据；相比于固定式摄像机视频取证时的只能识别碰撞以及碰撞强度，本方案还可以查看桥梁（主保护对象）的碰撞情况和做出碰撞后的后果评估；云台摄像机里增加通过AI算法回归到原位的功能，可减少因（碰撞导致的）角度变化专门去维修等操作。

本申请实施例中，通过车牌识别摄像机、云台摄像机、振动监测传感器结合的方式实现全方位证据搜集功能；通过非常高级的AI技术云台摄像机的自动识别超高车辆、跟踪车辆、回到原位等功能；通过物联网技术实现两台摄像机和振动传感器的协同合作；车牌识别和车辆跟踪技术等AI技术是在边缘设备即车牌识别摄像机和云台摄像机中完成计算，而不是云平台的超级计算机完成的，以提高处理效率。本方案都采用低功耗低流量设计，无需市电和网络覆盖，可以在太阳能供电以及4G网络的情况下运行。

本申请实施例还提供一种桥梁碰撞监测方法，应用于上述桥梁监测系统，参见图3所示，具体包括以下步骤：

步骤S302，云台摄像机实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪超高车辆，并将车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至车牌识别摄像机；

步骤S304，振动监测传感器实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至车牌识别摄像机。其中，第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段。

步骤S306，车牌识别摄像机在接收到振动异常信号后，将预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使云平台根据打包数据进行数据分析和呈现。

云平台可以根据上述打包数据进行数据分析、呈现，以进一步使相关人员或相关平台进行超高车辆业主提醒，避免发生碰撞。

步骤S308，振动监测传感器实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；第二预设阈值大于第一预设阈值；如果是，向云台摄像机发送车辆碰撞信号；

步骤S310，云台摄像机在接收到车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。

本申请实施例提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，方法的实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种桥梁碰撞监测系统，其特征在于，所述系统包括：安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；所述桥梁设施包括：桥梁本体或限高架；

所述云台摄像机，用于实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪所述超高车辆，并将所述车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至所述车牌识别摄像机；

所述振动监测传感器，用于实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至所述车牌识别摄像机；所述第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；

所述车牌识别摄像机，在接收到所述振动异常信号后，将所述预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使所述云平台根据打包数据进行数据分析和呈现；

所述振动监测传感器，还用于实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；如果是，向所述云台摄像机发送车辆碰撞信号；

所述云台摄像机在接收到所述车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将所述桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云台摄像机的初始视野与车牌识别摄像机的视野有50%重合。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车牌识别摄像机，用于对视野内的车辆进行车牌信息识别，得到车牌识别视频；车牌信息包括：车牌号码、车牌类型、车牌颜色。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云台摄像机，用于监测每个车辆与限高架是否重合；将重合的车辆确定为超高车辆，并对所述超高车辆进行跟踪，确定所述超高车辆的行驶轨迹。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车牌识别摄像机，还用于将所述桥梁碰撞视频发送至所述云平台，以使所述云平台进行数据存储、分析和呈现。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云台摄像机，还用于因桥梁设施发生碰撞而产生视角变化时，将自身拍摄视角调整为默认视角。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述云台摄像机，还用于对视角移动轨迹进行记录；所述视角移动轨迹呈Z字形轨迹或L型轨迹。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，如果所述系统应用于车流量少的桥梁区域，所述云台摄像机采用固定巡检模式工作。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统采用低功耗低流量设计，所述系统中的各设备可采用太阳能供电或在4G网络下工作。

10.一种桥梁碰撞监测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-9任一项所述的系统；所述系统包括：安装于桥梁设施横梁上的车牌识别摄像机和振动监测传感器，以及安装于桥梁设施立柱上的云台摄像机；所述桥梁设施包括：桥梁本体或限高架；所述方法包括：

所述云台摄像机实时采集车辆行驶视频，并基于AI算法实时检测超高车辆及追踪所述超高车辆，并将所述车辆行驶视频和超高车辆检测结果发送至所述车牌识别摄像机；

所述振动监测传感器实时采集振动数据，并实时监测当前振动参数是否超过第一预设阈值，如果是，将携带有第一预设时间段内的振动数据的振动异常信号发送至所述车牌识别摄像机；所述第一预设时间段包括振动异常信号发送时刻之前的第一时间段和之后的第二时间段；

所述车牌识别摄像机在接收到所述振动异常信号后，将所述预设时间段内的车牌识别视频、车辆行驶视频、超高车辆检测结果以及振动数据进行打包发送至云平台，以使所述云平台根据打包数据进行数据分析和呈现；

所述振动监测传感器实时监测当前振动参数是否超过第二预设阈值；所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；如果是，向所述云台摄像机发送车辆碰撞信号；

所述云台摄像机在接收到所述车辆碰撞信号后，将拍摄视角从默认视角调整为拍摄桥梁视角，自动调焦监测桥梁的损坏程度，在第二预设时间段内采集桥梁碰撞视频，将拍摄视角恢复到默认视角，并将所述桥梁碰撞视频发送至车牌识别摄像机。