CN111962400A - 一种用于桥梁施工期的桥梁动态线型监控***及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种桥梁动态线型监控***，包括在桥梁施工过程中安装于桥梁的各已经施工完毕的梁段上的多个靶标、安装于桥梁的桥墩上的具备解算能力的智能摄像机、电气柜及数据查看设备；在桥梁的各梁段按施工顺序逐一施工过程中，每施工完成一梁段即在该梁段上安装靶标，智能摄像机观测并监控各靶标是否发生横向及竖向上的双向位移并解算出其横向位移数据及竖向位移数据，并将这些数据上传至云端供数据查看设备查阅，施工人员通过查阅各靶标发生的横向位移数据及竖向位移数据判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对正在施工的梁段的施工工艺做出变更以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工监控领域，具体为一种在桥梁施工期监控桥梁各梁段动态线型的监控***及其监控方法。
背景技术
桥梁施工过程中，需要对桥梁的各梁段的线型进行监控，以保证施工完毕后的桥梁整体线型符合施工设计的线型。
现有技术中，桥梁施工的过程中，按施工顺序在完成施工的梁段上安装多个棱镜，并通过设置的全站仪监控多个棱镜的绝对坐标，在后续桥梁的继续施工过程中，需要不断的使用全站仪对各个施工完毕的梁段上的多个棱镜的绝对坐标进行监控并记录数据以此判断是否因后续的施工对已经施工完毕的梁段的线型造成影响。然而此种方式，需要人工多次使用全站仪对棱镜的位置坐标进行现场读取并记录，且跨度大的桥梁施工过程中，需要不断调整全站仪的监控位置而造成对棱镜绝对位置坐标监控出现偏差且使用上具有不便利性。目前市面上也出现了全自动全站仪，该全自动全站仪可远距离监控识别棱镜位置，无需人工不断调整全站仪所在位置，然而该种全站仪价格昂贵，不具有经济优势。
因此，有必要提供一种经济适用的、可远距离对施工期中的桥梁动态线型进行监控的监控***及其监控方法，以解决上述问题。
发明内容
为了改善现有技术，本发明提出了一种基于机器视觉的桥梁动态线型监控***及其监控方法，可以监控处于施工期的桥梁已经施工完毕的梁段的线型是否发生改变，以利于施工人员实时调整正在施工梁段的施工工艺以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。
为了达到上述目的，本发明提供一种桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述桥梁动态线型监控***包括在桥梁施工过程中安装于桥梁的各已经施工完毕的梁段上的多个靶标、安装于桥梁的桥墩上的具备解算能力的智能摄像机、电气柜及数据查看设备；所述智能摄像机能够观测到各靶标，所述电气柜为所述智能摄像机供电及供网；在桥梁的各梁段按施工顺序逐一施工过程中，每施工完成一梁段即在该梁段上安装靶标，智能摄像机观测并监控各靶标是否发生横向及竖向上的双向位移并解算出其横向位移数据△x及竖向位移数据△y，并将监控到的靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端供数据查看设备查阅，施工人员通过查阅各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对正在施工的梁段的施工工艺做出变更以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。
进一步地，所述靶标包括用于被智能摄像机进行识别的标志码及在夜间具备发光功能的照明装置。
进一步地，所述靶标竖直安装于梁段的端部。
进一步地，所述智能摄像机安装于桥墩的稳定位置，通过调节智能摄像机参数使得智能摄像机能观测到安装于各梁段上的靶标，所述参数包括智能摄像机在桥墩上的安装高度、照射角度及焦距。
进一步地，所述电气柜与智能摄像机通过电缆与网线连接而使电气柜为智能摄像机供电及供网，或所述电气柜与智能摄像机通过POE电缆线连接而为智能摄像机供电及供网。
进一步地，所述数据查看设备为计算机、平板电脑或智能手机等可通过无线网通讯进行人机交互的电子设备。
进一步地，所述数据查看设备可通过无线网通讯对上传至云端的靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y进行查阅。
进一步地，所述无线网通讯为通过3G、4G、5G或WIFI的方式进行传输通讯。
本发明还提供一种桥梁动态线型监控方法，使用上述桥梁动态线型监控***，所述桥梁动态线型监控方法按如下步骤依次实施：
1)在桥墩上选取一稳定位置安装智能摄像机，在桥墩上或桥墩周边的路基上放置电气柜，并使电气柜与智能摄像机通过电缆及网线连接或者使电气柜与智能摄像机通过POE电缆线连接；
2)打开电气柜的开关，使得电气柜为智能摄像机供电及提供网络通讯；
3)在桥墩顶部施工一号梁段，并于施工完毕的一号梁段的端部竖直安装一号靶标；
4)调整智能摄像机使其搜寻并识别一号梁段上的一号靶标，并对一号靶标实施监控；
5)于一号梁段的端部继续施工二号梁段，在施工过程中，智能摄像机对一号靶标的横向及竖向上的双向位移进行监控，并实时将一号靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端；
6)施工人员通过数据查看设备查阅云端上的关于一号靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y并判断一号梁段的线型是否发生改变，若一号梁段的线型发生改变则调整对正在施工的二号梁段的施工工艺，若一号梁段的线型未发生改变则以现有施工工艺继续施工二号梁段；
7)于施工完毕的二号梁段的端部竖直安装二号靶标，智能摄像机搜寻并识别一号梁段及二号梁段上的一号靶标及二号靶标，并对一号靶标与二号靶标同步实施监控；
8)于二号梁段的端部继续施工下一梁段，在施工过程中，智能摄像机对一号靶标及二号靶标的横向及竖向上的双向位移进行监控，并实时将一号靶标及二号靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端；
9)施工人员通过数据查看设备查阅云端上的关于一号靶标及二号靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y并判断一号梁段及二号梁段的线型是否发生改变，若一号梁段或二号梁段的线型发生改变则调整对正在施工的下一梁段的施工工艺，若一号梁段及二号梁段的线型未发生改变则以现有施工工艺继续施工下一梁段；
10)重复步骤7)至9)中的①智能摄像机监控已施工完毕的各梁段上的各靶标、②在进行下一梁段施工的过程中智能摄像机实时监控并上传已施工完毕的各梁段上的各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y至云端、③施工人员通过查阅云端数据判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对下一梁段的施工工艺做出变更的步骤施工至第N号梁段。
进一步地，于桥梁的两端同步实施上述步骤1)至步骤10)，使得桥梁两端各自施工的第N号梁段于桥梁的中间段衔接。
本发明具有如下有益效果：本申请在施工过程中的已经施工完毕的各梁段上安装靶标，通过安装在桥梁桥墩上的智能摄像机观测各靶标是否发生横向及竖向上的双向位移并解算出其横向位移数据△x及竖向位移数据△y，且将各梁段上靶标的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端供施工人员查看，施工人员通过查阅各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y判断各施工完毕的梁段的线型是否发生改变，若线型发生改变则调整对正在施工的梁段的施工工艺以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。此种监控方式布设简单、经济实惠，智能摄像机可远距离监控，监控精度高，适合不同跨度桥梁的线型监控，且监控数据上传至云端，施工人员可在远程读取数据。
附图说明
图1是本发明用于桥梁施工期的桥梁动态线型监控***的示意图；
图2是本发明桥梁施工期中，已施工完毕的梁段在X方向(横方向)上发生位移的示意图；
图3是本发明桥梁施工期中，已施工完毕的梁段在Y方向(竖方向)上发生位移的示意图。
图中：1、桥墩；2、智能摄像机；3、电气柜；4、数据查看设备；11、一号梁段；12、二号梁段；21、一号靶标；22、二号靶标。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施方式进一步说明本发明。
请参照图1所示，本发明揭示了一种桥梁动态线型监控***，该桥梁动态线型监控***用于监控处于施工期的桥梁的各已经施工完毕的梁段的线型是否因桥梁后续施工而发生改变以及时调整施工工艺，保证桥梁整体线型符合规范。
桥梁动态线型监控***包括在桥梁施工过程中安装于桥梁的各已经施工完毕的梁段上的多个靶标、安装于桥梁的桥墩1上的具备解算能力的智能摄像机2、电气柜3及数据查看设备4。
靶标包括用于被智能摄像机2进行识别的标志码及在夜间具备发光功能的照明装置。
智能摄像机2可通过滑轨、球座安装于桥墩1的稳定位置，通过调节智能摄像机2在桥墩1上的安装高度、照射角度及焦距使得智能摄像机2能够观测到安装于各梁段上的靶标。
电气柜3安装在桥墩1上或桥墩1周边的路基上。电器柜3包括供电***及供网***。电气柜3与智能摄像机2通过电缆与网线连接而使供电***为智能摄像机2供电及供网***为智能摄像机2供网。在其他实施方式中，电气柜3与智能摄像机2通过POE电缆线连接而为智能摄像机2供电及供网。
在桥梁的各梁段按施工顺序逐一施工过程中，每施工完成一梁段即在该梁段的端部上竖直安装一靶标，智能摄像机(2)观测并监控各靶标是否发生横向及竖向上的双向位移并解算出其横向位移数据△x及竖向位移数据△y，并将监控到的靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端供数据查看设备(4)查阅，施工人员通过查阅各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对下一梁段的施工工艺做出变更以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。
数据查看设备4可通过无线网通讯对上传至云端的靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y进行查阅。数据查看设备4为计算机、平板电脑或智能手机等可通过无线网通讯进行人机交互的电子设备。无线网通讯为通过3G、4G、5G或WIFI的方式进行传输通讯。
本发明还提供一种用于桥梁施工期的桥梁动态线型监控方法，所述桥梁动态线型监控方法按如下步骤依次实施：
1)在桥墩1上选取一稳定位置安装智能摄像机2，在桥墩1上或桥墩1周边的路基上放置电气柜3，并使电气柜3与智能摄像机2通过电缆及网线连接或者使电气柜3与智能摄像机2通过POE电缆线连接；
2)打开电气柜3的开关，使得电气柜3为智能摄像机2供电及提供网络通讯；
3)在桥墩1顶部施工一号梁段11，并于施工完毕的一号梁段11的端部竖直安装一号靶标21；
4)调整智能摄像机2使其搜寻并识别一号梁段11上的一号靶标21，并对一号靶标21实施监控；
5)于一号梁段11的端部继续施工二号梁段12，在施工过程中，智能摄像机2对一号靶标21的横向及竖向上的双向位移进行监控，并实时将一号靶标21发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端；
6)施工人员通过数据查看设备4查阅云端上的关于一号靶标21发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y并判断一号梁段11的线型是否发生改变，若一号梁段11的线型发生改变则调整对正在施工的二号梁段12的施工工艺，若一号梁段11的线型未发生改变则以现有施工工艺继续施工二号梁段12；
7)于施工完毕的二号梁段12的端部竖直安装二号靶标22，智能摄像机搜寻并识别一号梁段11及二号梁段12上的一号靶标21及二号靶标22，并对一号靶标21与二号靶标22同步实施监控；
8)于二号梁段12的端部继续施工下一梁段，在施工过程中，智能摄像机2对一号靶标21及二号靶标22的横向及竖向上的双向位移进行监控，并实时将一号靶标21及二号靶标22发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端；
9)施工人员通过数据查看设备4查阅云端上的关于一号靶标21及二号靶标22发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y并判断一号梁段11及二号梁段12的线型是否发生改变，若一号梁段11或二号梁段12的线型发生改变则调整对正在施工的下一梁段的施工工艺，若一号梁段11及二号梁段12的线型未发生改变则以现有施工工艺继续施工下一梁段；
10)重复步骤7)至9)中的①智能摄像机2监控已施工完毕的各梁段上的各靶标、②在进行下一梁段施工的过程中智能摄像机2实时监控并上传已施工完毕的各梁段上的各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y至云端、③施工人员通过查阅云端数据判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对下一梁段的施工工艺做出变更的步骤施工至第N号梁段。
在上述桥梁动态线型监控方法中，于桥梁的两端同步实施上述步骤1)至步骤10)，使得桥梁两端各自施工的第N号梁段于桥梁的中间段衔接。
本实施例的结构特点如下：本申请在施工过程中的已经施工完毕的各梁段上安装靶标，通过安装在桥梁桥墩1上的智能摄像机2观测各靶标是否发生横向及竖向上的双向位移并解算出其横向位移数据△x及竖向位移数据△y，且将各梁段上靶标的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端供施工人员查看，施工人员通过查阅各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y判断各施工完毕的梁段的线型是否发生改变，若线型发生改变则调整对正在施工的梁段的施工工艺以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。此种监控方式布设简单、经济实惠，智能摄像机2可远距离监控，监控精度高，适合不同跨度桥梁的线型监控，且监控数据上传至云端，施工人员可在远程读取数据。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述桥梁动态线型监控***包括在桥梁施工过程中安装于桥梁的各已经施工完毕的梁段上的多个靶标、安装于桥梁的桥墩(1)上的具备解算能力的智能摄像机(2)、电气柜(3)及数据查看设备(4)；
所述智能摄像机(2)能够观测到各靶标，所述电气柜(3)为所述智能摄像机(2)供电及供网；
在桥梁的各梁段按施工顺序逐一施工过程中，每施工完成一梁段即在该梁段上安装靶标，智能摄像机(2)观测并监控各靶标是否发生横向及竖向上的双向位移并解算出其横向位移数据△x及竖向位移数据△y，并将监控到的靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端供数据查看设备(4)查阅，施工人员通过查阅各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对正在施工的梁段的施工工艺做出变更以减小后续梁段施工对之前施工完毕的梁段线型的影响。
2.如权利要求1所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述靶标包括用于被智能摄像机(2)进行识别的标志码及在夜间具备发光功能的照明装置。
3.如权利要求1所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述靶标竖直安装于梁段的端部。
4.如权利要求1所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述智能摄像机(2)安装于桥墩(1)的稳定位置，通过调节智能摄像机(2)参数使得智能摄像机(2)能观测到安装于各梁段上的靶标，所述参数包括智能摄像机(2)在桥墩(1)上的安装高度、照射角度及焦距。
5.如权利要求1所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述电气柜(3)与智能摄像机(2)通过电缆与网线连接而使电气柜(3)为智能摄像机(2)供电及供网，或所述电气柜(3)与智能摄像机(2)通过POE电缆线连接而为智能摄像机(2)供电及供网。
6.如权利要求1所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述数据查看设备(4)为计算机、平板电脑或智能手机等可通过无线网通讯进行人机交互的电子设备。
7.如权利要求1所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述数据查看设备(4)可通过无线网通讯对上传至云端的靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y进行查阅。
8.如权利要求7所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述无线网通讯为通过3G、4G、5G或WIFI的方式进行传输通讯。
9.一种桥梁动态线型监控方法，使用如权利要求1-8中任一项所述的桥梁动态线型监控***，其特征在于：所述桥梁动态线型监控方法按如下步骤依次实施：
1)在桥墩(1)上选取一稳定位置安装智能摄像机(2)，在桥墩(1)上或桥墩(1)周边的路基上放置电气柜(3)，并使电气柜(3)与智能摄像机(2)通过电缆及网线连接或者使电气柜(3)与智能摄像机(2)通过POE电缆线连接；
2)打开电气柜(3)的开关，使得电气柜(3)为智能摄像机(2)供电及提供网络通讯；
3)在桥墩(1)顶部施工一号梁段(11)，并于施工完毕的一号梁段(11)的端部竖直安装一号靶标(21)；
4)调整智能摄像机(2)使其搜寻并识别一号梁段(11)上的一号靶标(21)，并对一号靶标(21)实施监控；
5)于一号梁段(11)的端部继续施工二号梁段(12)，在施工过程中，智能摄像机(2)对一号靶标(21)的横向及竖向上的双向位移进行监控，并实时将一号靶标(21)发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端；
6)施工人员通过数据查看设备(4)查阅云端上的关于一号靶标(21)发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y并判断一号梁段(11)的线型是否发生改变，若一号梁段(11)的线型发生改变则调整对正在施工的二号梁段(12)的施工工艺，若一号梁段(11)的线型未发生改变则以现有施工工艺继续施工二号梁段(12)；
7)于施工完毕的二号梁段(12)的端部竖直安装二号靶标(22)，智能摄像机(2)搜寻并识别一号梁段(11)及二号梁段(12)上的一号靶标(21)及二号靶标(22)，并对一号靶标(21)与二号靶标(22)同步实施监控；
8)于二号梁段(12)的端部继续施工下一梁段，在施工过程中，智能摄像机(2)对一号靶标(21)及二号靶标(22)的横向及竖向上的双向位移进行监控，并实时将一号靶标(21)及二号靶标(22)发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y上传至云端；
9)施工人员通过数据查看设备(4)查阅云端上的关于一号靶标(21)及二号靶标(22)发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y并判断一号梁段(11)及二号梁段(12)的线型是否发生改变，若一号梁段(11)或二号梁段(12)的线型发生改变则调整对正在施工的下一梁段的施工工艺，若一号梁段(11)及二号梁段(12)的线型未发生改变则以现有施工工艺继续施工下一梁段；
10)重复步骤7)至9)中的①智能摄像机(2)监控已施工完毕的各梁段上的各靶标、②在进行下一梁段施工的过程中智能摄像机(2)实时监控并上传已施工完毕的各梁段上的各靶标发生的横向位移数据△x及竖向位移数据△y至云端、③施工人员通过查阅云端数据判断已施工完毕的各梁段的线型是否发生改变并决定是否对下一梁段的施工工艺做出变更的步骤施工至第N号梁段。
10.如权利要求9所述的桥梁动态线型监控方法，其特征在于：于桥梁的两端同步实施上述步骤1)至步骤10)，使得桥梁两端各自施工的第N号梁段于桥梁的中间段衔接。
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