桥梁绳索的检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种桥梁绳索的检测系统，包括：蛇形机器人，多单目视觉检测模块，无损漏磁检测模块，磁致伸缩传感模块；多单目视觉检测模块位于蛇形机器人的关节部分；无损漏磁检测模块位于蛇形机器人内部；磁致伸缩传感模块位于蛇形机器人顶部。本发明提供的一种桥梁绳索的检测系统，通过设计蛇形机器人，能适应各种环境，完成空间螺旋运动，该检测系统智能化程度高，可控性强，通过设置多单目视觉检测模块，无损漏磁检测模块，磁致伸缩传感模块实现绳索外部、内部以及腐蚀损伤的全方面检测；该检测系统在执行检测任务时可以实施步态切换从而成功实现越障，这在桥梁绳索检测过程中减少了来回次数，提高了检测效率。
【专利说明】桥梁绳索的检测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁检测领域，尤其涉及一种桥梁绳索的检测系统。
【背景技术】
[0002]现在桥梁中，由于悬索桥和斜拉桥优美的外观和良好的抗震性而获得广泛的利用，并且在许多大型建筑上也采用绳索结构。然而，由于长期暴漏在自然环境中，绳索不可避免的会由于风吹、日晒、雨淋和环境污染的侵蚀而且，随着交通负荷的增长和桥龄的增长，对绳索进行健康检测与维护就显得尤为重要。
[0003]目前，国内外对桥梁绳索的检测主要有2种方法；一种是对小型斜拉桥采用液压或电动升降平台进行检测；另一种方法是利用预先装在塔顶的定点，用钢丝拖动吊篮搭载工作人员进行检测。前一种方法工作范围有限；后一种方法是现在许多悬索桥和斜拉桥采用的普遍形式，但由于人工操作，不仅效率低下，而且高空作业对维护人员具有较大的危险性。而且，上述两种方法都受天气的影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种桥梁绳索的检测系统，旨在解决现有对小型斜拉桥采用液压或电动升降平台进行检测的工作范围有限、用钢丝拖动吊篮搭载工作人员进行检测的人工操作效率较低，高空作业具有较大危险性而且易受天气影响的问题。
[0005]必要技术方案:
[0006]本发明是这样实现的，一种桥梁绳索的检测系统，该检测系统包括:蛇形机器人，多单目视觉检测模块，无损漏磁检测模块，磁致伸缩传感模块；
[0007]多单目视觉检测模块位于蛇形机器人的关节部分，用于对绳索表面进行检测；
[0008]无损漏磁检测模块位于蛇形机器人内部，用于对绳索内部进行检测；
[0009]磁致伸缩传感模块位于蛇形机器人顶部，用于发射低频导波信号检测绳索疲劳和腐蚀损伤。
[0010]进一步，所述多单目视觉检测模块上安装有摄像头，通过提取图像的纹理、梯度、色彩等特征，利用模板匹配进行识别，再采用相关向量机进行分类，对于在不同视角下识别同一处可以采用图像匹配的算法，为提高算法效率，采用非遍历的图像匹配方式，在图像匹配中采用物理分层和逻辑分层相结合的分层搜索策略，物理分层把图像进行金字塔式分解，逻辑分层则是对图像先进行粗匹配，再进行精匹配，物理分层采取基于小波变换的方法进行图像分解，逻辑分层采取基于遗传算法改进的序贯相似度检测算法和平均绝对差算法来实现，再把物理分层和逻辑分层相结合，实现图像的快速匹配，从而实现对绳索缺陷的识别与定位。
[0011 ] 进一步，所述无损漏磁检测模块采用永久磁铁对绳索作周向多回路轴向磁化；当用磁饱和器磁化被测的铁磁材料时，若材料的材质连续、均匀的，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是平行于材料的表面的，几乎没有磁感应线从表面穿出，被检表面没有磁场；但当材料中存在着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化，由于缺陷处的磁导率很小，磁阻很大，使得磁路中的磁通发生畸变；磁感应线会改变途径，除了一部分的磁通会直接通过缺陷或是在材料内部绕过缺陷外，还有部分磁通会离开材料的表面，通过空气绕过缺陷再重新进入材料，在材料表面缺陷处形成漏磁场，则可以通过磁敏感传感器检测到漏磁场的分布与大小，从而达到无损检测。
[0012]进一步，所述磁致伸缩传感模块上设有传感器用于发射低频导波信号并检测反射回来的电磁导波，低频导波频率不大于200kHz。
[0013]效果汇总:
[0014]本发明提供的一种桥梁绳索的检测系统，通过设计蛇形机器人，能适应各种环境，完成空间螺旋运动，该检测系统智能化程度高，可控性强，通过设置多单目视觉检测模块，无损漏磁检测模块，磁致伸缩传感模块实现绳索外部、内部以及腐蚀损伤的全方面检测；该检测系统在执行检测任务时可以实施步态切换从而成功实现越障，这在桥梁绳索检测过程中减少了来回次数，提高了检测效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例一种桥梁绳索的检测系统的结构图。
[0016]图中:1、蛇形机器人；2、多单目视觉检测模块；3、无损漏磁检测模块；4、磁致伸缩传感模块。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]如图1所示，本发明实施例的一种桥梁绳索的检测系统，该检测系统包括:蛇形机器人I，多单目视觉检测模块2，无损漏磁检测模块3，磁致伸缩传感模块4 ;多单目视觉检测模块2位于蛇形机器人I的关节部分，用于对绳索表面进行检测；无损漏磁检测模块3位于蛇形机器人I内部，用于对绳索内部进行检测；磁致伸缩传感模块4位于蛇形机器人I顶部，用于发射低频导波信号检测绳索疲劳和腐蚀损伤。
[0019]本发明实施例中，所述多单目视觉检测模块2上安装有摄像头，通过提取图像的纹理、梯度、色彩等特征，利用模板匹配进行识别，再采用相关向量机进行分类，对于在不同视角下识别同一处可以采用图像匹配的算法，为提高算法效率，采用非遍历的图像匹配方式，在图像匹配中采用物理分层和逻辑分层相结合的分层搜索策略，物理分层把图像进行金字塔式分解，逻辑分层则是对图像先进行粗匹配，再进行精匹配，物理分层采取基于小波变换的方法进行图像分解，逻辑分层采取基于遗传算法改进的序贯相似度检测算法和平均绝对差算法来实现，再把物理分层和逻辑分层相结合，实现图像的快速匹配，从而实现对绳索缺陷的识别与定位。
[0020]本发明实施例中，所述无损漏磁检测模块3采用永久磁铁对绳索作周向多回路轴向磁化；当用磁饱和器磁化被测的铁磁材料时，若材料的材质连续、均匀的，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是平行于材料的表面的，几乎没有磁感应线从表面穿出，被检表面没有磁场；但当材料中存在着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化，由于缺陷处的磁导率很小，磁阻很大，使得磁路中的磁通发生畸变；磁感应线会改变途径，除了一部分的磁通会直接通过缺陷或是在材料内部绕过缺陷外，还有部分磁通会离开材料的表面，通过空气绕过缺陷再重新进入材料，在材料表面缺陷处形成漏磁场，则可以通过磁敏感传感器检测到漏磁场的分布与大小，从而达到无损检测。
[0021]本发明实施例中，所述磁致伸缩传感模块4上设有传感器用于发射低频导波信号并检测反射回来的电磁导波，低频导波频率不大于200kHz。
[0022]本发明实施例提供的一种桥梁绳索的检测系统，通过设计蛇形机器人，能适应各种环境，完成空间螺旋运动，该检测系统智能化程度高，可控性强，通过设置多单目视觉检测模块，无损漏磁检测模块，磁致伸缩传感模块实现绳索外部、内部以及腐蚀损伤的全方面检测；该检测系统在执行检测任务时可以实施步态切换从而成功实现越障，这在桥梁绳索检测过程中减少了来回次数，提高了检测效率。
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种桥梁绳索的检测系统，其特征在于，该桥梁绳索的检测系统包括:蛇形机器人，多单目视觉检测模块，无损漏磁检测模块，磁致伸缩传感模块； 多单目视觉检测模块位于蛇形机器人的关节部分，用于对绳索表面进行检测； 无损漏磁检测模块位于蛇形机器人内部，用于对绳索内部进行检测； 磁致伸缩传感模块位于蛇形机器人顶部，用于发射低频导波信号检测绳索疲劳和腐蚀损伤。
2.如权利要求1所述的桥梁绳索的检测系统，其特征在于，所述多单目视觉检测模块上安装有摄像头，通过提取图像的纹理、梯度、色彩，利用模板匹配进行识别，再采用相关向量机进行分类，对于在不同视角下识别同一处采用图像匹配的算法，采用非遍历的图像匹配方式，在图像匹配中采用物理分层和逻辑分层相结合的分层搜索策略，物理分层把图像进行金字塔式分解，逻辑分层则是对图像先进行粗匹配，再进行精匹配，物理分层采取基于小波变换的方法进行图像分解，逻辑分层采取基于遗传算法改进的序贯相似度检测算法和平均绝对差算法来实现，再把物理分层和逻辑分层相结合。
3.如权利要求1所述的桥梁绳索的检测系统，其特征在于，无损漏磁检测模块采用永久磁铁对绳索作周向多回路轴向磁化；当材料中存在着切割磁力线的缺陷时，通过磁敏感传感器检测到漏磁场的分布与大小，达到无损检测。
4.如权利要求1所述的桥梁绳索的检测系统，其特征在于，所述磁致伸缩传感模块上设有传感器用于发射低频导波信号并检测反射回来的电磁导波，低频导波频率不大于200kHz ο
【文档编号】G01N27/82GK104483322SQ201410764929
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】李君
申请人:长沙理工大学