融合机器视觉与区间仿射算法的桥梁结构影响线实测研究

作     者：周云 张路遥 胡锦楠 郝官旺 ZHOU Yun;ZHANG Lu-yao;HU Jin-nan;HAO Guan-wang

作者机构：湖南大学工程结构损伤诊断湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2024年第37卷第2期

页      面：142-151页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51878264,52278306) 湖南省交通运输厅科技进步与创新项目(201912) 长沙市科技计划重点项目(kq1801010) 湖南省重点研发计划项目(2022SK2096) 湖南省自然科学基金项目(2023JJ70003) 湖南省水利厅水利科技项目(XSKJ2023059-31) 

主　　题：桥梁工程 桥梁影响线 机器视觉 区间仿射算法 车桥耦合 

摘      要：影响线是桥梁结构状态评估的重要指标。传统影响线实测方法依赖车辆称重系统(WIM)和接触式传感器,存在使用成本高、效率低、风险大、阻碍交通等问题。为实现“无需接触式传感、“无需封闭交通、“无需车辆称重系统的智能桥梁检测,提出了一种融合机器视觉与区间仿射算法的桥梁结构影响线实测方法。该方法首先利用机器视觉技术获取多工况的桥梁测点动态位移响应;其次,根据车辆出厂信息建立其轴重区间矩阵并通过区间仿射算法计算多工况的影响线区间;最后,采用支持向量机(SVM)从影响线区间中识别桥梁真实影响线。将该方法应用于野外实际桥梁试验,通过控制标定车辆的载重和行驶速度获取多工况的位移响应数据以评估该方法的性能。结果表明:该方法能够有效地从影响线区间中识别桥梁真实影响线,混合工况下影响线的识别相对误差为8.48%;影响线的识别相对误差随车速的增大而增大,在车速分别10、20、30 km·h^(-1)工况下,影响线的识别相对误差分别为9.22%、10.23%、12.38%。提出的桥梁影响线实测方法具有非接触、高精度、经济灵活等优势,可有效突破现有接触式桥梁影响线实测方法的技术局限,具有较好的工程应用前景。