[发明专利]一种桥梁实时监测系统

摘要

本发明公开了一种桥梁实时监测系统，包括核心控制处理模块（7）和与核心控制处理模块（7）联接的环境检测传感器单元（2）、流量检测传感器单元（3）、结构检测传感器单元（4）、抓拍像机（6）、GPS授时单元（1）和无线数据传输单元（5）；本发明将GPS的时间信号引入测量结果，并为传感器和像机的输出数据增加了时间标示码，实现了数据的精确同步，为后续数据处理和分析提供了同步基准。同时根据对结构检测传感器数据的分析和阈值判断，确定目标物体是否为动态变形，并根据信号阈值触发抓拍像机工作，实现了对动态形变的完整监测，确保了对桥梁全面合理的监测，并具有节省数据资源，减小无线数据传输和数据存储备份的压力的效果。

主权项

一种桥梁实时监测系统，其特征在于：包括核心控制处理模块(7)和与核心控制处理模块(7)联接的环境检测传感器单元(2)、流量检测传感器单元(3)、结构检测传感器单元(4)、抓拍像机(6)、GPS授时单元(1)和无线数据传输单元(5)；所述的核心控制处理模块(7)包括中央控制单元和与中央控制单元联接的数据采集单元、同步触发控制单元和数据处理单元；所述的数据采集单元用于获取环境检测传感器单元(2)、流量检测传感器单元(3)和结构检测传感器单元(4)的传感器数据；所述的同步触发控制单元按照GPS授时单元(1)提供的时基信号，按设定的频率同步触发数据采集单元对传感器信号进行采集；所述的数据处理单元用于传感器信号的分析、处理和抓拍像机(6)的触发阈值判断，并按照GPS授时单元(1)提供的时基信号，对传感器数据和抓拍像机(6)的图像数据进行处理，加上时间标示码；所述的中央控制单元根据数据处理单元的触发阈值判断结果驱动抓拍像机(6)工作，并将处理后的传感器数据和像机数据经无线数据传输单元(5)传出；所述的结构检测传感器单元(4)包括位移传感器或位移传感器与应变传感器、振动传感器的组合；所述的位移传感器包括光学镜头(11)、图像传感器(12)、核心控制功能单元(15)、处理存储单元(16)、触发控制单元(13)和数据输出单元(14)，其中所述的光学镜头(11)瞄准被测量目标上设置的靶标；所述的图像传感器(12)为CCD或CMOS传感器，用于获取被测量目标的图像；所述的触发控制单元(13)用于提供位移传感器所需的触发信号；所述的数据输出单元(14)与处理存储单元(6)联接，用于图像数据的发送；所述的处理存储单元(16)与核心控制功能单元(15)相联，用于图像数据的存储和处理；所述的核心控制功能单元(15)包括触发信号检测模块、目标靶模板加载及规格化模块、图像数据采集模块、图像灰度化及缩放模块和目标图像匹配检测模块(17)，其中，所述目标靶模板加载及规格化模块事先根据靶标的特征建立目标靶模板，并对目标靶模板进行缩放和旋转处理，获得靶标特征模板组数据，并将其存储在处理存储单元(16)的Flash存储器内；当触发信号检测模块接收到触发信号后，图像数据采集模块获取图像传感器数据，经过图像灰度化及缩放模块运行处理后，得到与靶标图像相适应的数据格式；在目标图像匹配检测模块(17)内将靶标特征模板组数据与处理后的图像传感器数据进行匹配检测，并根据检测结果计算出位移参数，最后由数据输出单元(14)传出；所述的目标图像匹配检测模块包括目标图像粗略匹配单元、目标图像精确匹配单元和结果判定单元，其中所述的目标图像粗略匹配单元将图像灰度化及缩放模块处理后的图像划分为若干个区域，并将靶标特征模板组数据与图像的各个子区域数据进行相关性计算，粗略判断得到靶标图像存在的热点区域；所述的目标图像精确匹配单元将热点区域内图像数据与靶标特征模板组数据逐像素进行相关性计算，判断得到靶标所在的图像位置；所述的结果判定单元处理获取靶标的坐标信息，并计算得到靶标的位移值。