[发明专利]桥梁安全巡检系统及诊断方法

权利要求书

1.一种桥梁安全巡检系统，其特征在于：包括：

安装于一行走车上的信息采集单元，用于采集下列信息数据：

a.连续采集桥面形态图像，用于拼接获得桥面空间曲面形态数据；

b.采集所述行走车通过桥梁的振动时程特性信号数据；

c.采集所述行走车通过桥梁的音频时程特性信号数据；

安装于所述行走车的中央处理单元，用于接收信息采集单元传来的数据信息数据，并综合分析判断桥梁安全状态；

所述行走车上还安装有同步标记投射装置，包括驱动组件和标记产生组件，标记产生组件包括光源，所述光源可投射特定形状的标记在桥面，并在行走车行走时，在驱动组件的同步驱动下，所述特定形状的标记在桥面上的位置不变；

所述光源为激光光源，所述激光光源排列成所述特定形状形成一个激光光源组；所述驱动组件包括一可被驱动转动的转轴，所述激光光源组设置在转轴上，在行走车行走时，转轴同步转动，所述激光光源组投射至桥面上的特定形状的标记在桥面上的位置不变；或者，所述驱动组件包括对应于激光光源组的每个激光光源设置的驱动件，在行走车行走时，该驱动件驱动对应的激光光源同步动作，使所述激光光源投射至桥面的点位置不变，使得所述激光光源组投射至桥面上的特定形状的标记在桥面上的位置不变；

所述信息采集单元包括安装于行走车上的下列部件：

用于连续采集桥面形态图像的数码相机；

用于采集所述行走车通过桥梁时桥梁的振动时程特性信号数据的振动信号传感器；

用于采集行走车通过桥梁时的桥梁结构音频时程特性信号数据的声波信号传感器。

2.根据权利要求1所述的桥梁安全巡检系统，其特征在于：所述信息采集单元包括安装于行走车上的下列设备：

分别用于采集环境照度、温度、湿度和地理坐标信息数据的光照传感器、温度传感器、湿度传感器和定位仪；

用于采集桥梁空间结构形态影像数据的航拍设备。

3.根据权利要求1所述的桥梁安全巡检系统，其特征在于：还包括安装于行走车上的加载装置和振动发生装置；所述振动信号传感器设置于行走车轮轴，声波信号传感器设置于行走车下部靠近桥面处。

4.一种桥梁检测诊断方法，其特征在于：包括下列步骤：

a.驱动权利要求1至3任一权利要求的桥梁安全巡检系统沿桥梁行走，获取桥梁的桥面空间曲面形态数据、行走车通过桥梁的振动时程特性信号数据和音频时程特性信号数据；

b.设定周期内重复步骤a；

c.对历次步骤a所获得的数据进行分析对比，评价桥梁的安全状态。

5.根据权利要求4所述的桥梁检测诊断方法，其特征在于：

步骤a中，桥面空间曲面形态数据通过下列步骤实现：

Ⅰ沿桥梁纵向连续采集桥面形态图像；

Ⅱ将步骤Ⅰ中连续采集的桥面形态图像拼接，获得桥面空间曲面图像，从而获得桥面空间曲面形态数据；

步骤a中，在获取桥梁的桥面空间曲面形态数据、桥梁的振动时程特性信号数据和音频时程特性信号数据时，同时记录数据获取时间和地理坐标信息数据，以及采集环境照度、温度、湿度；

步骤a中，还获取桥梁空间结构形态影像数据。

6.根据权利要求4所述的桥梁检测诊断方法，其特征在于：步骤a中，在获取桥梁的桥面空间曲面形态数据、桥梁振动时程特性信号数据和桥梁结构音频时程特性信号数据时，可通过对行走车加减载重质量和调控振动发生装置来获得不同荷载和振动激励下的桥面形态、桥梁振动及音频时程特性信号数据。

7.根据权利要求6所述的桥梁检测诊断方法，其特征在于：步骤c中，包括：

c1将历次获取的桥面空间曲面形态数据与本次获取的桥面空间曲面形态数据数据进行对比，进行桥面空间曲面形态当前状况评价；

c2将历次获取的行走车通过桥梁的振动时程信号数据与本次振动时程信号数据数据进行对比，进行桥梁振动特性当前状况评价；

c3将历次获取的行走车通过桥梁的音频时程信号数据与本次音频时程信号数据数据进行对比，进行桥梁音频特性当前状况评价；

c4将历次获取的桥梁空间结构形态数据与本次桥梁空间结构形态数据数据进行对比，进行桥梁空间结构形态当前状况评价；

综合步骤c1、c2、c3和c4的评价结果，对桥梁当前的安全状况进行评价，并对桥梁结构后期的发展趋势进行预测。