【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法及檢測平臺，屬于橋梁檢測。
技術介紹
1、隨著國民經濟的快速發展，橋梁在鐵路運輸和公路運輸中都發揮著十分重要的作用。大跨度公鐵兩用橋因能合理利用橋位和各種自然空間，大大節省建設材料和施工費用得以越來越多地出現在新建橋梁中。特大型公鐵兩用橋由兩部分組成，其上部一般為高速公路，下部為高速鐵路。
2、鋼桁梁公鐵兩用橋因具有自重輕、剛度高、承載能力強、充分利用自然資源、節約費用、具有較強的跨越能力等眾多優點而被廣泛應用。正交異性鋼橋面板由于其跨越能力強、輕質、便于施工等特點，經常被用于大跨徑橋梁橋面結構的修建中。正交異性鋼橋面主要構造包括橋面板、縱肋以及加勁肋，但正交異性鋼橋面板也由于焊接部位較多，焊縫區域存在較大的焊接殘余應力，板在車輛荷載的反復作用下，焊縫位置處由于焊接質量的差異以及焊接殘余應力的影響極易出現疲勞缺陷。上部鋼梁的裸露u肋板更是缺陷多發處，如不及時消除，勢必會帶來較為嚴重的橋梁安全問題，造成經濟和人員的巨大損失。這就使橋梁的檢測和維護顯得尤為重要。
3、然而，現今的高速鐵路橋梁型式與傳統鐵路橋梁有很大不同，由于橋梁跨度大，兩側未設人行便道，道路封閉性增強，中間有接觸網通過、拍攝工具距鋼橋面頂板距離較遠，檢測窗口期必須在夜間等限制大大增加了檢測難度。故傳統鐵路橋梁檢測車和無人機已不能滿足當今對高速鐵路整個線路橋梁的檢測需求，目前國內外尚無專門用于公鐵兩用橋梁檢測維修的專用設備。
4、隨著深度卷積神經網絡的發展和gpu等并行計算能力的普及，深
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法及檢測平臺，檢測平臺可以實現快速安裝并投入使用，且通過多個待測橋段重復操作的工作模式極大程度上提升了檢測效率和檢測精度。
2、為達到上述目的，本專利技術是采用下述技術方案實現的：
3、一方面，本專利技術提供一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，包括：
4、將待測橋梁頂板劃分為多個長度相等的待測橋段；
5、計算檢測平臺的單次拍攝參數；
6、建立待測橋梁頂板信息庫，結合檢測平臺的單次拍攝參數和待測橋梁頂板信息庫確定智能檢測平臺在單個待測橋段的動作序列；
7、利用檢測平臺根據單個待測橋段的動作序列依次完成各個待測橋段的缺陷檢測，得到各個待測橋段的頂板圖像數據；
8、利用目標檢測算法對各個待測橋段的橋面圖像數據進行識別處理，得到各個待測橋段的頂板缺陷分布情況；
9、組合各個待測橋段的頂板缺陷分布情況得到待測橋梁的頂板缺陷分布情況。
10、進一步的，所述檢測平臺的單次拍攝參數包括視野長度、視野寬度、相機鏡頭焦距和識別精度；所述視野長度和視野寬度的表達式為：
11、；
12、其中，為視野長度，為視野寬度，為相機分辨率，為相機識別精度；
13、所述相機鏡頭焦距的表達式為：
14、；
15、；
16、其中，為相機垂直像素尺寸，為相機垂直芯片尺寸，為相機鏡頭到待測橋梁底部的距離，為相機鏡頭焦距。
17、進一步的，建立待測橋梁頂板信息庫，結合檢測平臺的單次拍攝參數和待測橋梁頂板信息庫確定智能檢測平臺在單個待測橋段的動作序列，包括：
18、建立待測橋梁頂板信息庫，并對單個待測橋段進行網格化編碼；
19、結合檢測平臺的單次拍攝參數和待測橋梁頂板信息庫對第一個待測橋段進行拍攝姿態標定，構成單個待測橋段的動作序列，并下發至檢測平臺；
20、其中，所述動作序列包括檢測平臺駐點、相機移動、相機俯仰調節角度以及靜態拍攝圖像。
21、進一步的，所述待測橋梁頂板信息庫包括待測橋梁頂板圖像、待測橋段的長度、寬度以及各個編碼網格的單次檢測、維修的時間、結果。
22、進一步的，利用目標檢測算法對各個待測橋段的橋面圖像進行識別處理，得到待測橋梁的缺陷分布情況，包括：
23、構建圖像目標檢測模型；
24、根據各個待測橋段的橋面圖像數據，基于預訓練的圖像檢測模型，對各個待測橋段的橋面圖像進行檢測，得到各個待測橋段的頂板缺陷分布情況；
25、組合各個待測橋段的頂板缺陷分布情況得到待測橋梁的頂板缺陷分布情況。
26、進一步的，所述圖像目標檢測模型采用yolov5網絡模型，所述yolov5網絡模型的輸入端采用mosaic數據增強算法。
27、進一步的，所述圖像目標檢測模型的預訓練方法包括：
28、獲取橋梁背景圖像數據集以及不同類別的橋梁病害圖像數據集，其中，所述橋梁病害圖像數據集包括裂縫圖像數據集、涂層剝落圖像數據集和銹蝕圖像數據集；
29、對圖像數據集進行標注，標注同時形成對應的信息文件，所述信息文件包括類別標簽及標注框位置信息；
30、將圖像和對應的信息文件作為輸入，對圖像目標檢測模型進行訓練和測試，得到預訓練的圖像目標檢測模型。
31、另一方面，本專利技術提供一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測平臺，所述公鐵兩用橋梁缺陷檢測平臺用于實現上述任一項所述的公鐵兩用橋梁缺陷檢測方法，其包括驅動模塊、升降模塊、圖像采集模塊和控制模塊；
32、所述驅動模塊用于驅動公鐵兩用橋梁缺陷檢測平臺移動，所述升降模塊用于驅動圖像采集模塊升降，所述圖像采集模塊用于對待測橋梁橋面進行圖像采集，所述控制模塊與驅動模塊、升降模塊、圖像采集模塊均電信號連接，所述控制模塊能夠根據單個待測橋段的動作序列對驅動模塊、升降模塊、圖像采集模塊進行控制，并將各個模塊的運行情況輸送至后臺控制終端。
33、可選的，所述驅動模塊包括電池模組、支撐組件和電動滾輪，所述支撐組件為方體框架，所述電動滾輪設于方體框架的底部四周，所述電池模組設于方體框架內，其與電動滾輪通過導線連接；
34、所述升降模塊包括4個電動推桿，4個所述電動推桿分別設于方體框架的頂部四個邊角，其輸出端連接有連接架，所述連接架用于設置圖像采集模塊；
35、所述圖像采集模塊包括相機、旋轉支撐組件和二級伸縮機械臂，所述二級伸縮機械臂的端部通過旋轉支撐組件連接有相機，所述旋轉支撐組件用于驅動相機擺動。
36、可選的，所述圖像采集模塊還包括補光模組，所述補光模組用于為相機進行補光，其設于方體框架上，且與電池模組通過導線連接。
37、與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果：
38、本專利技術的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，通過檢測平臺按照單個待測橋段的動作序列依次重復完成所有待測橋段的檢測工作，相較于傳統的人工檢測本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，所述檢測平臺的單次拍攝參數包括視野長度、視野寬度、相機鏡頭焦距和識別精度；所述視野長度和視野寬度的表達式為：
3.根據權利要求1所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，建立待測橋梁頂板信息庫，結合檢測平臺的單次拍攝參數和待測橋梁頂板信息庫確定智能檢測平臺在單個待測橋段的動作序列，包括：
4.根據權利要求3所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，所述待測橋梁頂板信息庫包括待測橋梁頂板圖像、待測橋段的長度、寬度以及各個編碼網格的單次檢測、維修的時間、結果。
5.根據權利要求1所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，利用目標檢測算法對各個待測橋段的橋面圖像進行識別處理，得到待測橋梁的缺陷分布情況，包括：
6.根據權利要求5所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，所述圖像目標檢測模型采用YOLOv5網絡模型，所述YOLOv5網絡模型的輸入端采用Mosaic數據增強算法。>
7.根據權利要求5所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，所述圖像目標檢測模型的預訓練方法包括：
8.一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測平臺，其特征在于，所述公鐵兩用橋梁缺陷檢測平臺用于實現權利要求1~7任一項所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其包括驅動模塊、升降模塊、圖像采集模塊和控制模塊；
9.根據權利要求8所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測平臺，其特征在于，所述驅動模塊包括電池模組、支撐組件和電動滾輪，所述支撐組件為方體框架，所述電動滾輪設于方體框架的底部四周，所述電池模組設于方體框架內，其與電動滾輪通過導線連接；
10.根據權利要求8所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測平臺，其特征在于，所述圖像采集模塊還包括補光模組，所述補光模組用于為相機進行補光，其設于方體框架上，且與電池模組通過導線連接。
...【技術特征摘要】
1.一種公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，所述檢測平臺的單次拍攝參數包括視野長度、視野寬度、相機鏡頭焦距和識別精度；所述視野長度和視野寬度的表達式為：
3.根據權利要求1所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，建立待測橋梁頂板信息庫，結合檢測平臺的單次拍攝參數和待測橋梁頂板信息庫確定智能檢測平臺在單個待測橋段的動作序列，包括：
4.根據權利要求3所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，所述待測橋梁頂板信息庫包括待測橋梁頂板圖像、待測橋段的長度、寬度以及各個編碼網格的單次檢測、維修的時間、結果。
5.根據權利要求1所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特征在于，利用目標檢測算法對各個待測橋段的橋面圖像進行識別處理，得到待測橋梁的缺陷分布情況，包括：
6.根據權利要求5所述的公鐵兩用橋梁頂板缺陷檢測方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：于憲政，王京杭，樊小林，溫曉光，朱梁昱，余偉，孫德樂，張成奇，葛志翔，李韻，
申請(專利權)人：中鐵橋隧技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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