【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請屬于荷載監(jiān)測，具體涉及一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法及相關(guān)裝置。
技術(shù)介紹
1、橋梁是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。準(zhǔn)確可靠地采集包含車輛總重、車輛軸重、車輛軸數(shù)、車輛類型等在內(nèi)的橋上交通信息，能夠為橋梁運營管理、橋梁狀態(tài)評估以及橋梁規(guī)范改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持，意義重大。目前橋梁的荷載監(jiān)測主要包括車流量監(jiān)測系統(tǒng)、稱重監(jiān)測系統(tǒng)，主要檢查數(shù)據(jù)為斷面交通流、車型、車軸重、軸數(shù)、車輛總重、車速等。其中，稱重監(jiān)測采用不停車稱重的方法，稱重測點一般選擇在路基或有穩(wěn)定支撐的混凝土結(jié)構(gòu)鋪裝層內(nèi)，覆蓋所有行車道。通過對車流量及重量的監(jiān)測，掌握各個時段橋梁所需承載的總量，對于荷載過重的橋梁可以提供控制車輛數(shù)量和重量的數(shù)據(jù)參數(shù)。
2、但現(xiàn)有的荷載監(jiān)測方式存在一些局限性，一方面采用重量傳感器進(jìn)行荷載監(jiān)測，重量傳感器采用接觸式測量，在長期被沖擊的使用環(huán)境下，重量傳感器的精度顯著降低，使用壽命較低；另一方面，重量傳感器無法分辨對向車輛，僅能夠檢測位于監(jiān)測位置處所有車輛的重量，無法有效反應(yīng)特定方向的通行車輛的重量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的在于提供一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法及相關(guān)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用重量傳感器進(jìn)行荷載監(jiān)測，接觸式測量在長期被沖擊的使用環(huán)境下，精度顯著降低，使用壽命較低，無法有效反應(yīng)特定方向的通行車輛的重量的技術(shù)問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請第一方面提供了一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法，所述橋梁的目標(biāo)位置的兩端分別布置有位置對應(yīng)的
3、獲取所述毫米波雷達(dá)傳感器實時反饋的伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)；
4、對所述伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行基線校正；
5、遍歷所述伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)中每一時刻的瞬時位移波動量，并提取大于第一閾值的瞬時位移波動量及其對應(yīng)時刻，收集至隊列中；
6、基于所述隊列，得到橋梁荷載信息。
7、在一個或多個實施方式中，所述基于所述隊列，得到橋梁荷載信息的步驟包括：
8、基于所述隊列中瞬時位移波動量的個數(shù)，得到橋梁的重車通行流量。
9、在一個或多個實施方式中，所述基于所述隊列，得到橋梁荷載信息的步驟包括：
10、基于所述隊列中瞬時位移波動量的大小，得到所述目標(biāo)位置的荷載變化數(shù)據(jù)，所述荷載變化數(shù)據(jù)包括所述目標(biāo)位置各時刻通行的重車的重量。
11、在一個或多個實施方式中，還包括：
12、判斷所述荷載變化數(shù)據(jù)中是否存在重量大于第二閾值的重車；
13、若是，發(fā)送超重預(yù)警，并記錄重量大于第二閾值的重車在所述目標(biāo)位置的通行時刻。
14、在一個或多個實施方式中，所述基于所述隊列中瞬時位移波動量的大小，得到所述目標(biāo)位置的荷載變化數(shù)據(jù)的步驟包括：
15、遍歷所述隊列中的瞬時位移波動量，將遍歷到的目標(biāo)時刻的所述瞬時位移波動量輸入映射關(guān)系中，得到所述目標(biāo)時刻下所述目標(biāo)位置通行的重車的重量，所述映射關(guān)系用以描述所述目標(biāo)位置的伸縮縫位移波動量和通行車輛重量的線性關(guān)系。
16、在一個或多個實施方式中，所述基于所述隊列中瞬時位移波動量的大小，得到所述目標(biāo)位置的荷載變化數(shù)據(jù)的步驟包括：
17、遍歷所述隊列中的瞬時位移波動量，將遍歷到的目標(biāo)時刻的所述瞬時位移波動量輸入預(yù)先訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，得到所述目標(biāo)時刻下所述目標(biāo)位置通行的重車的重量；
18、其中，所述深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練方法包括：
19、獲取樣本目標(biāo)集并分割為樣本訓(xùn)練集和樣本驗證集，其中，所述樣本目標(biāo)集包括若干已標(biāo)注有重量標(biāo)簽的所述目標(biāo)位置的伸縮縫位移波動量；
20、以所述樣本訓(xùn)練集中所述目標(biāo)位置的伸縮縫位移波動量作為所述深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入，并基于損失函數(shù)和所述重量標(biāo)簽，沿梯度下降的方向更新所述深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)重，直至損失函數(shù)收斂；
21、以所述樣本驗證集測試所述深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的效能，以獲得最優(yōu)模型參數(shù)。
22、為了實現(xiàn)上述目的，本申請第二方面提供了一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的裝置，所述橋梁的目標(biāo)位置的兩端分別布置有位置對應(yīng)的毫米波雷達(dá)傳感器和靶標(biāo)，所述裝置包括：
23、獲取模塊，用于獲取所述毫米波雷達(dá)傳感器實時反饋的伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)；
24、校正模塊，用于對所述伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行基線校正；
25、數(shù)據(jù)提取模塊，用于遍歷所述伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)中每一時刻的瞬時位移波動量，并提取大于第一閾值的瞬時位移波動量及其對應(yīng)時刻，收集至隊列中；
26、分析輸出模塊，用于基于所述隊列，得到橋梁荷載信息。
27、為了實現(xiàn)上述目的，本申請第三方面提供了一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
28、靶標(biāo)，布置在所述橋梁的目標(biāo)位置的一端；
29、毫米波雷達(dá)傳感器，布置在所述橋梁的目標(biāo)位置的另一端，且與所述靶標(biāo)位置對應(yīng)，所述毫米波雷達(dá)傳感器用于實時檢測所述靶標(biāo)與所述毫米波雷達(dá)傳感器之間的距離，以得到伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)；
30、控制器，用于實時獲取所述毫米波雷達(dá)傳感器實時反饋的伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)，對所述伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行基線校正，遍歷所述伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)中每一時刻的瞬時位移波動量，并提取大于第一閾值的瞬時位移波動量及其對應(yīng)時刻，收集至隊列中，以及基于所述隊列，得到橋梁荷載信息。
31、為了實現(xiàn)上述目的，本申請第四方面提供了一種電子設(shè)備，包括：
32、至少一個處理器；以及
33、存儲器，所述存儲器存儲指令，當(dāng)所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行時，使得所述至少一個處理器執(zhí)行如上述任一實施方式所述的基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法。
34、為了實現(xiàn)上述目的，本申請第五方面提供了一種機(jī)器可讀存儲介質(zhì)，其存儲有可執(zhí)行指令，所述指令當(dāng)被執(zhí)行時使得所述機(jī)器執(zhí)行如上述任一實施方式所述的基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法。
35、區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本申請的有益效果是：
36、本申請采用毫米波雷達(dá)傳感器以高采樣率采集橋梁的伸縮縫位移量動態(tài)變化數(shù)據(jù)，得到每一時刻的伸縮縫的瞬時位移波動量，通過對瞬時位移波動量進(jìn)行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁的荷載監(jiān)測，相對于傳統(tǒng)的荷載監(jiān)測方法，通過無接觸式的監(jiān)測方法保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，并提高了監(jiān)測系統(tǒng)的使用壽命和精度。
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1.一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法，其特征在于，所述橋梁的目標(biāo)位置的兩端分別布置有位置對應(yīng)的毫米波雷達(dá)傳感器和靶標(biāo)，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列，得到橋梁荷載信息的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列，得到橋梁荷載信息的步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列中瞬時位移波動量的大小，得到所述目標(biāo)位置的荷載變化數(shù)據(jù)的步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列中瞬時位移波動量的大小，得到所述目標(biāo)位置的荷載變化數(shù)據(jù)的步驟包括：
7.一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的裝置，其特征在于，所述橋梁的目標(biāo)位置的兩端分別布置有位置對應(yīng)的毫米波雷達(dá)傳感器和靶標(biāo)，所述裝置包括：
8.一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.一種電子設(shè)備，包括：
10.一種機(jī)器可讀存儲介質(zhì)，其存儲
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于毫米波雷達(dá)的橋梁荷載監(jiān)測的方法，其特征在于，所述橋梁的目標(biāo)位置的兩端分別布置有位置對應(yīng)的毫米波雷達(dá)傳感器和靶標(biāo)，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列，得到橋梁荷載信息的步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列，得到橋梁荷載信息的步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述隊列中瞬時位移波動量的大小，得到所述目標(biāo)位置的荷載變化數(shù)據(jù)的步驟包括：
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬偉杰，楊壘，
申請(專利權(quán))人：蘇州矽典微智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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