【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于橋梁工程，具體涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、鋼箱梁因其結(jié)構(gòu)自重輕、力學(xué)性能好、工程造價(jià)低且施工期間對(duì)交通、環(huán)境影響小的特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。常用的鋼箱梁橋的施工方法為吊裝法和頂推法，其中頂推法以施工設(shè)備簡(jiǎn)便，施工速度快、安全性高的特點(diǎn)，作為最常用鋼箱梁橋的施工方法。
2、頂推施工過(guò)程中鋼箱梁受力情況復(fù)雜，若多臺(tái)頂推設(shè)備操作不同步，或鋼箱梁兩側(cè)的頂推力不一致，或滑道上的各點(diǎn)的摩擦力不均勻造成兩側(cè)頂推設(shè)備發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，或?qū)Я喊惭b位置偏差造成鋼箱梁受力偏斜，可能導(dǎo)致鋼箱梁發(fā)生橫向偏移。橫向偏移會(huì)導(dǎo)致鋼箱梁受力不均，可能引發(fā)局部變形、裂縫或其他結(jié)構(gòu)損傷。橫向偏移嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性，發(fā)生傾覆或側(cè)翻事故。
3、頂推過(guò)程中橫向偏移量的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法通常采用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在鋼箱梁上布設(shè)多個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，需要施工技術(shù)人員持續(xù)測(cè)量，以判斷是否偏移，再控制頂推設(shè)備進(jìn)行糾偏，其過(guò)程操作復(fù)雜，人為因素影響較大且難以實(shí)時(shí)獲取橋梁軸線上的偏移量，即增加了施工成本，也延誤了工期。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置及方法，在頂推施工過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)梁頂端布設(shè)的兩個(gè)工業(yè)相機(jī)模組拍攝的標(biāo)靶視頻實(shí)時(shí)更新橋梁軸線的位置，提供軸線上各控制點(diǎn)的橫向偏移量，并通過(guò)控制器自動(dòng)控制頂推裝置進(jìn)行糾偏，同時(shí)，若發(fā)生橫向偏移量較大，向預(yù)警裝置發(fā)出警報(bào)，進(jìn)行人工干預(yù)
2、本專利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，包括：
4、工業(yè)相機(jī)模組，包括兩個(gè)工業(yè)相機(jī)及與工業(yè)相機(jī)匹配的電動(dòng)變焦鏡頭和固定相機(jī)支架，布設(shè)于鋼箱梁導(dǎo)梁支架頂端；
5、標(biāo)靶，所述標(biāo)靶布設(shè)于臨時(shí)支墩的頂部中央，標(biāo)靶靶面正對(duì)頂推相反方向，作為所述工業(yè)相機(jī)模組的參考物，提供坐標(biāo)更新點(diǎn)；
6、邊緣計(jì)算盒，包括計(jì)算單元和無(wú)線傳輸單元，所述邊緣計(jì)算盒布設(shè)于鋼箱梁導(dǎo)梁支架上；
7、預(yù)警裝置，包括無(wú)線接收單元、預(yù)警器及控制器，所述無(wú)線接收單元用于接收邊緣計(jì)算盒計(jì)算出的橋梁軸線橫向偏移值，所述預(yù)警裝置布設(shè)在頂推起點(diǎn)處，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頂推過(guò)程中橋梁軸線的偏移量，并根據(jù)預(yù)警信號(hào)，通過(guò)所述控制器人工操控頂推過(guò)程。
8、而且，所述工業(yè)相機(jī)模組與所述邊緣計(jì)算盒之間為有線連接并通過(guò)移動(dòng)電源供電，連接線之間設(shè)置保護(hù)擋板。
9、而且，所述控制器包括：
10、控制臺(tái)，用于操控頂推裝置的液壓閥組，設(shè)定頂推速度、壓力頂推參數(shù)；
11、可編程邏輯控制器，結(jié)合工業(yè)相機(jī)模組返回的橫向偏移值，自動(dòng)化實(shí)時(shí)條件和監(jiān)控頂推過(guò)程。
12、一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏方法，所述方法的步驟為：
13、s1、沿橋軸線方向在頂推起點(diǎn)處設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，以此基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)o，以頂推前進(jìn)方向?yàn)閤軸正向，沿橋軸線方向?yàn)閤軸，以x軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為y軸正向，垂直于橋梁軸線方向?yàn)閥軸建立平面坐標(biāo)系；
14、s2、在兩導(dǎo)梁頂端布設(shè)工業(yè)相機(jī)模組為測(cè)點(diǎn)1、2，并確定兩工業(yè)相機(jī)的初始坐標(biāo)a(xa,ya)，b(xb,yb)，并根據(jù)標(biāo)靶上棋盤格的實(shí)際尺寸與像素尺寸之比計(jì)算比例因子
15、s3、根據(jù)工程監(jiān)測(cè)需要，選定任一控制點(diǎn)p在橋梁軸線上的位置，并確定初始坐標(biāo)p(xp,yp)，在各臨時(shí)支墩上布設(shè)標(biāo)靶，根據(jù)工業(yè)相機(jī)拍攝標(biāo)靶的視頻實(shí)時(shí)更新a，b兩點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)為a'(x'a,y'a)，b'(x'b,y'b)；
16、s4、根據(jù)兩個(gè)工業(yè)相機(jī)的初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)坐標(biāo)，確定頂推主梁的旋轉(zhuǎn)角度為
17、則旋轉(zhuǎn)矩陣
18、s5、設(shè)橋梁軸線上任一點(diǎn)控制點(diǎn)p的初始坐標(biāo)p(xp,yp)，可通過(guò)a，b兩點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，獲取p點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)
19、則橋梁軸線在該處的橫向偏移量δy＝(y'p-yp)×sf；
20、根據(jù)該控制點(diǎn)p的橋梁軸線橫向偏移量自動(dòng)控制頂推設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)糾偏。
21、而且，頂推施工過(guò)程中，若所述預(yù)警裝置接收到所述邊緣計(jì)算盒計(jì)算出的橋梁軸線上某控制點(diǎn)的橫向偏移大于預(yù)警值，所述預(yù)警裝置發(fā)出該控制點(diǎn)的預(yù)警信號(hào)，暫停頂推施工，通過(guò)所述控制器人工操作糾正橫向偏移。
22、本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：
23、本專利技術(shù)以工業(yè)相機(jī)替代了傳統(tǒng)全站儀的監(jiān)測(cè)方法，具有安裝簡(jiǎn)便、智能實(shí)時(shí)的特點(diǎn)，可實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)橋梁軸線上任意點(diǎn)的橫向偏移量，一旦發(fā)現(xiàn)軸線某點(diǎn)的偏移，可立即智能控制頂推裝置實(shí)現(xiàn)智能糾偏，同時(shí)，軸線出現(xiàn)較大的偏移量會(huì)自動(dòng)預(yù)警，避免橋梁發(fā)生傾覆等嚴(yán)重事故，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)與糾偏的智能聯(lián)控，監(jiān)測(cè)與預(yù)警的一體化，保證了頂推的施工速度，減少了人工干預(yù)。
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1.一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，其特征在于：所述工業(yè)相機(jī)模組與所述邊緣計(jì)算盒之間為有線連接并通過(guò)移動(dòng)電源供電，連接線之間設(shè)置保護(hù)擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，其特征在于：所述控制器包括：
4.一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏方法，其特征在于：基于權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，所述方法的步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏方法，其特征在于：頂推施工過(guò)程中，若所述預(yù)警裝置接收到所述邊緣計(jì)算盒計(jì)算出的橋梁軸線上某控制點(diǎn)的橫向偏移大于預(yù)警值，所述預(yù)警裝置發(fā)出該控制點(diǎn)的預(yù)警信號(hào)，暫停頂推施工，通過(guò)所述控制器人工操作糾正橫向偏移。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，其特征在于：所述工業(yè)相機(jī)模組與所述邊緣計(jì)算盒之間為有線連接并通過(guò)移動(dòng)電源供電，連接線之間設(shè)置保護(hù)擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱梁頂推施工橫向糾偏預(yù)警裝置，其特征在于：所述控制器包括：
4.一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的鋼箱...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張必猛，崔迪宇，朱勁松，侯旭豐，陶友海，杜鵬，張余豐，程韋潼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中鐵十八局集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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