一种桥面车辆荷载识别装置的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁检测领域，特别涉及一种桥面车辆荷载识别装置。


背景技术：

2.车辆荷载是桥梁结构承受的主要外荷载，受环境、交通管制和桥梁所处地界的影响，在桥梁上通行的车辆存在较大的不确定性，桥梁上的车辆型号、车辆重量、轴重和车速的不同，增加了获取桥上车辆荷载分布的难度，导致设计规范中的车辆荷载模型与桥梁实际承受的荷载并不一致，荷载输入的不确定导致难以评估桥梁的安全状况。
3.现有技术中，有研究人员对桥面通行车辆进行统计分析，获得桥梁车辆荷载模型以分析车辆荷载效应，但是该方法获取的是一种固定的车辆加载模式，无法准确反映极端情况下的桥上车辆分布，且该方法难以与结构实时响应数据联合分析，不能准确分析桥面车辆荷载与结构响应的对应关系。进一步地，研究人员开展了桥面车辆分布的研究，采用多目标跟踪雷达系统与动态称重系统相结合，获得了桥面车辆荷载的分布。但是，受限于雷达俯仰角设置，对于位置接近的目标雷达识别存在一定的混叠，难以区分过于接近的车辆。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种桥面车辆荷载识别装置，以解决相关技术中桥面车辆荷载识别装置难以区分混叠车辆的技术问题。
5.本实用新型实施例提供了一种桥面车辆荷载识别装置，包括：
6.两个动态称重组件，其分别设于桥面的两端，用于测量进入桥面车辆的重量数据；
7.多个摄像组件，其沿桥梁纵向间隔设置，每个所述摄像组件均用于粗略跟踪测量桥面上所有车辆的速度和空间坐标数据，并对所有车辆进行区分；
8.多个雷达，其与多个所述摄像组件一一对应设置，每个所述雷达均用于精确跟踪测量桥面上所有车辆的速度和空间坐标数据；
9.数据处理设备，其与两个所述动态称重组件、所有所述摄像组件和所有所述雷达连接，并用于获取两个所述动态称重组件、所有所述摄像组件和所有所述雷达的数据。
10.一些实施例中，所述桥面车辆荷载识别装置还包括：
11.多根立杆，沿桥梁纵向间隔设置，每根所述立杆上设有一个所述摄像组件和一个所述雷达。
12.一些实施例中，任一所述立杆上的摄像组件和雷达的探测区域重叠。
13.一些实施例中，每个所述立杆均包括：
14.下杆，其上端设有一个所述雷达；
15.上杆，其套设在所述下杆上，且能沿所述下杆上下移动，所述上杆上端设有一个所述摄像组件。
16.一些实施例中，相邻两个所述摄像组件的探测区域部分重叠。
17.一些实施例中，相邻两个所述摄像组件之间的间距不超过 150m。
18.一些实施例中，每个所述摄像组件和每个所述雷达均配设有角度调节组件。
19.一些实施例中，所述角度调节组件的角度调节范围为左右300
°
、上下60
°
。
20.一些实施例中，所述桥面车辆荷载识别装置还包括：
21.机柜，其设于桥面一端，所述机柜用于收纳所述数据处理设备。
22.一些实施例中，所述数据处理设备为工控机。
23.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：
24.本实用新型实施例提供了一种桥面车辆荷载识别装置，通过设置多个摄像组件，每个所述摄像组件可快速粗捕获车辆目标，拍摄桥面上车辆的车牌等信息，对混叠的车辆进行区分，粗跟踪测量每一车辆的速度和空间坐标，与每个所述摄像组件对应的雷达对所有车辆的进行精跟踪测量，获得所有车辆的精确速度和空间坐标，所述数据处理设备将每个所述摄像组件粗跟踪测量的每一车辆的速度和空间坐标与对应的所述雷达精跟踪测量的所有车辆的精确速度和空间坐标进行比对融合，得到区分后的每一车辆的精确速度和空间坐标，即所述摄像组件辅助所述雷达精准捕捉目标车辆，给出每一车辆的精确速度和空间坐标，与所述动态称重组件测得的车辆重量信息进行融合，精确得到桥面上的每一车辆的车速、空间坐标与车重，进而可精确得到每一车辆对桥梁的荷载作用。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型实施例提供的一种桥面车辆荷载识别装置的示意图；
27.图中：1、动态称重组件；2、摄像组件；3、雷达；4、数据处理设备；5、立杆；51、下杆；52、上杆；6、机柜。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型实施例提供了一种桥面车辆荷载识别装置，其能解决现有桥面车辆荷载识别装置难以区分混叠目标的技术问题。
30.参见图1所示，一种桥面车辆荷载识别装置，包括：两个动态称重组件1、多个摄像组件2、多个雷达3以及数据处理设备4。
31.两个所述动态称重组件1分别设于桥面的两端，用于测量进入桥面车辆的重量数据。车辆的重量数据包括车辆总重、车辆轴重、车辆轴距和车辆车道分布等。
32.多个所述摄像组件2沿桥梁纵向间隔设置，每个所述摄像组件2 均用于粗略跟踪测量桥面上所有车辆的速度和空间坐标数据，并对所有车辆进行区分。
33.多个所述雷达3与多个所述摄像组件2一一对应设置，每个所述雷达3均用于精确跟踪测量桥面上所有车辆的速度和空间坐标数据。
34.所述数据处理设备4与两个所述动态称重组件1、所有所述摄像组件2和所有所述雷达3连接，并用于获取两个所述动态称重组件1、所有所述摄像组件2和所有所述雷达3的数据。优选地，所述数据处理设备4为工控机。
35.本实用新型实施例中的桥面车辆荷载识别装置，其工作原理如下：
36.对于进入桥面的车辆，首先通过两个所述动态称重组件1，由所述动态称重组件1获取进入桥上车辆的车辆总重、车辆轴重、车辆轴距和车辆车道分布等数据；然后车辆进入第一个所述摄像组件2和第一个所述雷达3的探测区域，由第一个所述摄像组件2快速粗捕获车辆目标，拍摄桥面上车辆的车牌等信息，对混叠的车辆目标进行区分，粗跟踪测量每一车辆的车辆速度和车辆空间坐标。与第一个所述摄像组件2对应的第一个雷达3，该所述雷达3对所有车辆的进行精跟踪测量，获得所有车辆的精确速度和空间坐标。所述数据处理设备4将第一个所述摄像组件2粗跟踪测量的每一车辆的速度和空间坐标与第一个所述雷达3精跟踪测量的车辆的精确速度和空间坐标进行比对融合，得到区分后的每一车辆的精确速度和空间坐标。同理，车辆依次经过剩余摄像组件2和雷达3的探测区域，实现每一车辆在整个桥面上的速度和空间坐标精确测量。
37.其中，两个所述动态称重组件1、多个所述摄像组件2和多个所述雷达3所测量的信息全部进入数据处理设备4中，实现三者信息时间同步与融合。具体地，三者首先需要进行时间同步，保证测量信息的时间同步，避免后续数据融合时出现错误；其次，进行每个所述摄像组件2和对应的所述雷达3的空间坐标统一，将每个所述摄像组件 2和对应的所述雷达3所测量的车辆空间坐标数据统一到桥梁局部坐标系；最后，将每一车辆的精确速度和空间坐标与所述动态称重组件 1的车辆重量数据进行融合，获得重量任意车辆在桥面上的精确速度和空间坐标，即明确了每一车辆对桥梁的荷载作用。
38.综上所示，本实用新型实施例中的桥面车辆荷载识别装置，通过设置多个摄像组件2，每个所述摄像组件2可快速粗捕获车辆目标，拍摄桥面上车辆的车牌，对混叠的目标进行区分，粗跟踪测量目标车辆的速度和空间坐标，与每个所述摄像组件2对应的所述雷达3对所有车辆的进行精跟踪测量，获得所有车辆的精确速度和空间坐标，所述数据处理设备4将每个所述摄像组件2粗跟踪测量的每一车辆的速度和空间坐标与对应的雷达3精跟踪测量的所有车辆的精确速度和空间坐标进行比对融合，得到区分后的每一车辆的精确速度和空间坐标，即摄像组件2辅助雷达3精准捕捉目标车辆，给出每一车辆的精确速度和空间坐标，与动态称重组件1测得的车辆重量信息进行融合，精确得到桥面上的每一车辆的车速、空间坐标与车重，进而可精确得到每一车辆对桥梁的荷载作用。
39.作为可选的实施方式，本实用新型实施例中的桥面车辆荷载识别装置，还包括：多根立杆5，多根所述立杆5沿桥梁纵向间隔设置，每根所述立杆5上设有一个所述摄像组件2和一个所述雷达3。进一步地，任一所述立杆5上的所述摄像组件2和所述雷达3的探测区域重叠，有助于每个所述摄像组件2将粗跟踪测量数据与对应的所述雷达3精跟踪测量数据比对融合。
40.作为可选的实施方式，参见图1所示，每个所述立杆5均包括：下杆51和上杆52。所述下杆51上端设有一个所述雷达3，所述上杆 52套设在所述下杆51上，且能沿所述下杆51
上下移动，所述上杆 52上端设有一个所述摄像组件2。所述上杆52沿所述下杆51上下移动时，可以调节所述摄像组件2和所述雷达3的探测区域。
41.作为可选的实施方式，相邻两个所述摄像组件2的探测区域部分重叠，有助于前后两个所述摄像组件2跟踪测量任务的交接。
42.作为可选的实施方式，相邻两个所述摄像组件2之间的间距不超过150m，避免单个所述摄像组件2测量的车辆目标过多，提高单个所述摄像组件2的测量效率。
43.作为可选的实施方式，每个所述摄像组件2和每个所述雷达3均配设有角度调节组件。进一步地，所述角度调节组件的角度调节范围为左右300
°
、上下60
°
。使得每个所述摄像组件2和每个所述雷达 3能够充分跟踪测量桥面上的车辆。
44.作为可选的实施方式，本实用新型实施例中的桥面车辆荷载识别装置，还包括：机柜6，所述机柜6设于桥面一端，机柜6用于收纳所述数据处理设备4，保护所述数据处理设备4。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
47.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。