本發(fā)明屬于橋梁檢測，具體為一種自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法。

背景技術(shù)：

1、自動化橋梁道路是一個融合了多種先進技術(shù)的領(lǐng)域，旨在提高橋梁道路的運營效率、安全性和可靠性，作為交通系統(tǒng)中的樞紐工程，其安全運行是交通系統(tǒng)暢通無阻的重要保證，在國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展中有著重要作用，大跨度橋梁的出現(xiàn)更是讓天險變?yōu)樘雇?，為山區(qū)人民帶來了生活上的便利，橋梁在使用過程中會受到車輛、水、風(fēng)、地震等多種因素的影響，其使用狀態(tài)一直處于動態(tài)變化中，橋梁的災(zāi)害具有累積性、突發(fā)性等特點，所以必須經(jīng)常開展橋梁安全檢查和健康評估，保證橋梁在設(shè)定的運行期內(nèi)安全穩(wěn)定，然而，許多橋梁處于地形十分復(fù)雜的環(huán)境中，人員和檢測設(shè)備難以對橋梁與水面的風(fēng)速情況測量，且許多橋梁單跨長度大、總長度大、高程大，增加了人員的檢測量，也增加了檢測過程中的測量誤差，也不能得出橋梁對抗極端天氣的性能，對此，我們提出了一種自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，以解決以上技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，數(shù)據(jù)測量步驟為：

3、s1、檢測人員在橋梁道路底部對工業(yè)無人機進行釋放，操控?zé)o人機飛至橋梁頂部，通過拍攝頭對橋梁道路來往車輛進行實時拍攝，將拍攝結(jié)果進行上傳；

4、s2、通過圖像分析模塊對圖像進行預(yù)處理，提取出畫面中來往車輛的特征，來判斷出當(dāng)前橋梁道路的車流量情況；

5、s3、操作無人機在橋梁頂部的一端進行懸停，通過風(fēng)杯風(fēng)速計去測量橋梁第一位置段的風(fēng)速情況，進行數(shù)據(jù)記錄；

6、s4、操作無人機在橋梁頂部的中端進行懸停，通過風(fēng)杯風(fēng)速計去測量橋梁第二位置段的風(fēng)速情況，進行數(shù)據(jù)記錄；

7、s5、操作無人機在橋梁頂部的另一端進行懸停，通過風(fēng)杯風(fēng)速計去測量橋梁第三位置段的風(fēng)速情況，進行數(shù)據(jù)記錄；

8、s6、將三組數(shù)據(jù)進行上傳，通過評估模型將數(shù)據(jù)代入，對橋梁的抗極端天氣安全性進行評估，對存在的安全隱患做出加固處理，保障橋梁道路安全。

9、優(yōu)先地，s1步驟中檢測人員檢測的時間為下午時間段，實時拍攝的時間為2小時，對來往車輛進行記錄拍攝，拍攝頭為高清攝像頭。

10、優(yōu)先地，s2步驟中圖像預(yù)處理包括圖像去噪、圖像增強與圖像背景去除，其中圖像去噪通過高斯濾波來去除圖像中的噪聲，去提升圖像的清晰度，圖像增強通過平滑算法來調(diào)整圖像的對比度與亮度。

11、優(yōu)先地，高速濾波公式為：

12、f(x)=c*exp[-(x-k)^2/(2σ^2)]

13、其中c為常數(shù)，k為均值，σ為標(biāo)準(zhǔn)差，x為像素點，f（x）為該點經(jīng)過濾波后的值，公式用以描述像素點的權(quán)重，通過對圖像的每個像素點及其鄰域進行加權(quán)平均，來達到平滑圖像、消除噪聲的目的，其中，σ參數(shù)決定了濾波器的寬度，即影響范圍，σ越大，濾波效果越明顯，圖像越模糊，反之，σ越小，濾波效果越弱，圖像細節(jié)保留越多。

14、優(yōu)先地，平滑算法公式為：

15、s1=αy+（1-α）s1-1

16、其中s1為預(yù)測期1的平滑值，y為實際觀測值，α為平滑常數(shù)，s1-1為前一個預(yù)測期的平滑值，公式為一個加權(quán)平均的形式；

17、圖像背景去除通過分隔法進行處理，分割法將圖像劃分為不同區(qū)域的過程，將前景與背景分開，采用閾值分隔進行分隔，通過設(shè)定多個閾值，將圖像的像素分為不同的類別，對像素集合進行劃分，得到的每個子集形成一個與現(xiàn)實景物相對應(yīng)的區(qū)域，各個區(qū)域內(nèi)部具有一致的屬性，通過灰度級觸發(fā)選取多個閾值來實現(xiàn)。

18、優(yōu)先地，s2步驟中提取的車輛特征包括車輛的車牌、車輛外殼與車輛輪胎特征，車流量通過對畫面上的數(shù)量進行實時記錄，來得出2小時內(nèi)，橋梁道路上的車輛數(shù)值；其計算公式為：

19、k=s/t

20、其中k為車流量公式，s為通過的車輛數(shù)，t為時間，k的定義為在特定時間段內(nèi)通過某一斷面的車輛數(shù)除以該時間段的長度。

21、優(yōu)先地，s3步驟中通過風(fēng)杯風(fēng)速計進行測量，風(fēng)杯風(fēng)速計測量原理風(fēng)吹過時，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度與風(fēng)速成正比，風(fēng)速越大，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度越快，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)部傳感器將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換為風(fēng)速值。

22、優(yōu)先地，s3步驟中測量的時間為1小時，對測量的數(shù)據(jù)進行記錄；s4步驟中測量的時間為第二天的同一時間段，并保證天氣保持在相同的狀態(tài)下；s5步驟中測量的時間為第三天的同一時間段，也保證天氣保存在相同狀態(tài)下。

23、優(yōu)先地，s6步驟中評估模型用以評估出橋梁在極端天氣條件下的安全性。

24、優(yōu)先地，s6步驟中評估方式通過利用收集的數(shù)據(jù)，建立橋梁與天氣因素之間關(guān)系，模擬不同天氣條件下橋梁的受力情況和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，評估不同天氣條件下橋梁的安全性能，針對評估結(jié)果，制定安全應(yīng)對措施；

25、橋梁與天氣因素之間關(guān)系為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個近似解，推導(dǎo)求解這個域總的滿足條件，得到問題關(guān)系解。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

27、本申請通過采用無人機輔助測量的方式，對橋梁道路的車流量數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析車流量，并通過風(fēng)杯風(fēng)速計來對橋梁上的風(fēng)速進行測量，建立橋梁與天氣因素之間關(guān)系，模擬不同天氣條件下橋梁的受力情況和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，評估不同天氣條件下橋梁的安全性能，對橋梁的抗風(fēng)性能進行評估，做出預(yù)防措施，減少人工的檢測量，降低測量誤差。

技術(shù)特征：

1.一種自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于，數(shù)據(jù)測量步驟為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s1步驟中檢測人員檢測的時間為下午時間段，實時拍攝的時間為2小時，對來往車輛進行記錄拍攝，拍攝頭為高清攝像頭。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s2步驟中圖像預(yù)處理包括圖像去噪、圖像增強與圖像背景去除，其中圖像去噪通過高斯濾波來去除圖像中的噪聲，去提升圖像的清晰度，圖像增強通過平滑算法來調(diào)整圖像的對比度與亮度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于，高速濾波公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于，平滑算法公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s2步驟中提取的車輛特征包括車輛的車牌、車輛外殼與車輛輪胎特征，車流量通過對畫面上的數(shù)量進行實時記錄，來得出2小時內(nèi)，橋梁道路上的車輛數(shù)值；其計算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s3步驟中通過風(fēng)杯風(fēng)速計進行測量，風(fēng)杯風(fēng)速計測量原理風(fēng)吹過時，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度與風(fēng)速成正比，風(fēng)速越大，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度越快，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)部傳感器將旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換為風(fēng)速值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s3步驟中測量的時間為1小時，對測量的數(shù)據(jù)進行記錄；s4步驟中測量的時間為第二天的同一時間段，并保證天氣保持在相同的狀態(tài)下；s5步驟中測量的時間為第三天的同一時間段，也保證天氣保存在相同狀態(tài)下。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s6步驟中評估模型用以評估出橋梁在極端天氣條件下的安全性。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，其特征在于：s6步驟中評估方式通過利用收集的數(shù)據(jù)，建立橋梁與天氣因素之間關(guān)系，模擬不同天氣條件下橋梁的受力情況和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，評估不同天氣條件下橋梁的安全性能，針對評估結(jié)果，制定安全應(yīng)對措施；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及橋梁檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動化橋梁道路數(shù)據(jù)測量方法，數(shù)據(jù)測量步驟為：S1、檢測人員在橋梁道路底部對工業(yè)無人機進行釋放，操控?zé)o人機飛至橋梁頂部，通過拍攝頭對橋梁道路來往車輛進行實時拍攝，將拍攝結(jié)果進行上傳；S2、通過圖像分析模塊對圖像進行預(yù)處理，提取出畫面中來往車輛的特征，來判斷出當(dāng)前橋梁道路的車流量情況；S3、操作無人機在橋梁頂部的一端進行懸停。本申請通過采用無人機輔助測量的方式，對橋梁道路的車流量數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析車流量，評估不同天氣條件下橋梁的安全性能，對橋梁的抗風(fēng)性能進行評估，做出預(yù)防措施，減少人工的檢測量，降低測量誤差。

技術(shù)研發(fā)人員：張靖
受保護的技術(shù)使用者：張靖
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21