CN214308618U - 一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，包括支架，支架的顶端设置有两台远距离摄像机，支架的侧面固定有能源模块，能源模块的一侧设置有无线传输模块，支架的底端设置有设备控制柜，设备控制柜的内部设置有工业电脑主机和控制器，控制器与工业电脑主机、远距离摄像机、能源模块、无线传输模块均电性连接，通过设置两个长变焦摄像头同时对桥梁进行摄像，在桥梁上建立三维空间坐标，利用工业电脑主机将桥梁表面观测点与立体三维空间坐标匹配，从而实现高精度的三维位移测量，进而准确及计算桥梁的振动数据，通过风光互补的供电系统提供电能，经济节能，续航能力强。

Description

一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置

技术领域

本实用新型涉及振动监测设备领域，特别涉及一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置。

背景技术

桥梁等大型建筑在各种外部因素的作用下，会产生形变及振动，变形严重时会危及结构的安全，因此必须对其进行监测，振幅、振动频率等动态特性是对此类建筑物进行健康监测的重要参数，现有的监测设备大都采用光电图像法，通过仪器中的工业CCD，记录固定于被测体的靶标位移、形变情况，进而判断被测体的位移、形变情况，然而这些设备仅仅采用一个摄像头来获取照片，使测得的位移信息只在单一平面内，偏离实际值，无法准确的进行桥梁振动数据的计算，且大都检测距离较短，采用蓄电池或外界电源作为能源供应，安装使用的成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，通过两个长变焦摄像头同时对桥梁进行拍摄，实现高精度的三维位移测量，准确计算桥梁的振动数据，且采用风光互补的电能供应系统，经济节能。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，包括支架，所述支架的顶端设置有两台远距离摄像机，所述支架的侧面固定有能源模块，所述能源模块的一侧设置有无线传输模块，所述支架的底端设置有设备控制柜，所述设备控制柜的内部设置有工业电脑主机和控制器，所述控制器与所述工业电脑主机、所述远距离摄像机、所述能源模块、所述无线传输模块均电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述远距离摄像机的底部设置有重载云台，所述重载云台与所述支架通过法兰固定。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述远距离摄像机的前端表面上设置有长变焦摄像头，所述长变焦摄像头的一侧设置有高光谱补光装置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述能源模块包括太阳能光伏电池板和风力发电装置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述无线传输模块包括交换机和发射端无线网桥，所述发射端无线网桥连接有天线。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支架的顶端固定有避雷针。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述工业电脑主机包含有CPU、硬盘、内存、操作系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置两个长变焦摄像头同时对桥梁进行拍摄，利用工业电脑主机进行图形相关算法，在桥梁上建立三维空间坐标，将桥梁表面观测点与立体三维空间坐标匹配，从而实现高精度的三维位移测量，进而准确计算桥梁的振动数据，并且视野范围内所有测点均可同步实施测量计算，采样数量多，效率高，监测可靠，通过高光谱补光装置持续跟踪长变焦摄像头进行变焦补光，可以在黑夜、雨天、雾霾的情况下能够提供优质成像，通过风光互补的供电系统提供电能，可以获得比较稳定的电能，采用风能、太阳能也具有较高的经济价值，通过无线网桥实现无线通信，抗干扰能力强，传输距离远，并且只需传输经过分析处理的结果信号，减少在线监控数据传输、存储占用的资源，节省成本，通过支架支撑远距离摄像机，以及太阳能光伏电池板和天线，达到较高的高度，减少阻挡，扩大摄像的视野范围，增强能量转换的效率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图中：1、支架；2、远距离摄像机；21、重载云台；22、长变焦摄像头；23、高光谱补光装置；3、能源模块；31、太阳能光伏电池板；32、风力发电装置；4、无线传输模块；41、交换机；42、发射端无线网桥；43、天线；5、设备控制柜；6、工业电脑主机；7、控制器；8、避雷针。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，包括支架1，支架1的顶端设置有两台远距离摄像机2，支架1的侧面固定有能源模块3，能源模块3的一侧设置有无线传输模块4，支架1的底端设置有设备控制柜5，设备控制柜5的内部设置有工业电脑主机6和控制器7，控制器7与工业电脑主机6、远距离摄像机2、能源模块3、无线传输模块4均电性连接。

进一步的，远距离摄像机2的底部设置有重载云台21，重载云台21与支架1通过法兰固定，通过工业电脑主机6控制，可以实现360°旋转，视野范围和焦距均可调整，自动准确的捕捉观测点。

远距离摄像机2的前端表面上设置有长变焦摄像头22，长变焦摄像头22的一侧设置有高光谱补光装置23，高光谱补光装置23跟随长变焦摄像头22变焦，为长变焦摄像头22进行补光，可以在黑夜、雨天、雾霾的情况下能够提供优质成像。

能源模块3包括太阳能光伏电池板31和风力发电装置32，采用风、光互补的供电系统，电能储备充足，能源清洁。

无线传输模块4包括交换机41和发射端无线网桥42，发射端无线网桥42连接有天线43，将信号通过无线网桥点对点或者点对多的发出，传送给远处的接收端，抗干扰能力强。

支架1的顶端固定有避雷针8，防止雷击损害。

工业电脑主机6包含有CPU、硬盘、内存、操作系统，利用测量软件，将远距离摄像机2拍摄的图片或者视频信号直接存储、处理，得到最终的分析桥梁振动数据结果，即使处理，再通过无线传输模块4将结果传递给远端，节约存储、传递的工作量，提高整体效率。

具体的，在使用的时候，两个远距离摄像机2对称布置在支架1的顶端，通过控制器7可以手动控制同步运动也可分别运动，将二者调整到合适的角度进行拍摄，两图像中对应点相应的位置差异称为视差，视差由桥梁体点的位置以及摄像机的位置、方向和物理特性决定的，一旦摄像机的属性一致，则图像中对应点的三维空间坐标就可以确定，从而对应的在工业电脑主机6测量软件中正确地建立空间坐标系，即可获得观测实际点和它在图像平面上像之间的对应关系，远距离摄像机2将图像信号传输到工业电脑主机6，通过硬盘存储和测量软件分析、处理，获得需要的点立体位移信息，整个图像上的所有点都可以计算，进一步计算出整个桥梁的振动信息，最终通过交换机41、发射端无线网桥42来发射前端信号，信号通过天线43发射出去后，接收端再用天线接收，供远程查阅最终监测的结果。

本实用新型通过支架1将远距离摄像机2高高支撑，减少拍摄视野范围的阻挡物，提高拍摄质量，通过两个长变焦摄像头22对桥梁持续的摄影，不断获取桥梁表面的高光谱信息，并利用图形相关算法进行表面观测点的立体三维匹配，从而实现高精度的三维位移测量，通过高光谱补光装置23跟随长变焦摄像头22进行短波红外补光，提高拍摄照片的清晰度，在黑夜、雨天、雾霾的情况下也能够提供优质成像，通过工业电脑主机6对上述拍摄成像的图像或视频信息进行算法处理，从而判断该观测点的随时间的位移情况，自动获取有用的数据信息，并且视野范围内所有测点均可同步实施测量，计算整个桥梁的振动数据，简单高效，通过太阳能光伏电池板31和风力发电装置32组成风光互补的供电系统，节能环保，能量供应充足，续航能力长，通过无线传输模块4实现远距离传输，且采用无线网桥搭建通信的桥梁，抗干扰能力强，传输距离远，通过控制器7操作人员可发出指令，对重载云台21的动作进行控制，及对镜头进行调焦变倍的操作，在支架1的底部即可完成调试，使用简单容易。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，包括支架(1)，所述支架(1)的顶端设置有两台远距离摄像机(2)，所述支架(1)的侧面固定有能源模块(3)，所述能源模块(3)的一侧设置有无线传输模块(4)，所述支架(1)的底端设置有设备控制柜(5)，所述设备控制柜(5)的内部设置有工业电脑主机(6)和控制器(7)，所述控制器(7)与所述工业电脑主机(6)、所述远距离摄像机(2)、所述能源模块(3)、所述无线传输模块(4)均电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，所述远距离摄像机(2)的底部设置有重载云台(21)，所述重载云台(21)与所述支架(1)通过法兰固定。

3.根据权利要求1所述的一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，所述远距离摄像机(2)的前端表面上设置有长变焦摄像头(22)，所述长变焦摄像头(22)的一侧设置有高光谱补光装置(23)。

4.根据权利要求1所述的一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，所述能源模块(3)包括太阳能光伏电池板(31)和风力发电装置(32)。

5.根据权利要求1所述的一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，所述无线传输模块(4)包括交换机(41)和发射端无线网桥(42)，所述发射端无线网桥(42)连接有天线(43)。

6.根据权利要求1所述的一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，所述支架(1)的顶端固定有避雷针(8)。

7.根据权利要求1所述的一种用遥感和机器视觉采集柔性桥梁振动数据的装置，其特征在于，所述工业电脑主机(6)包含有CPU、硬盘、内存、操作系统。

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