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申请/专利权人：交通运输部公路科学研究所

摘要：本发明提供了一种基于图像识别的架桥机主梁前后支点处高差和主梁变形监测预警系统及方法，包括标靶、图像采集模块、输入模块、目标检测模块、图像分割模块、畸变矫正模块、架桥机主梁前后支点处高差和主梁变形计算模块和预警模块。该系统基于计算机视觉技术的架桥机监测预警技术，可利用架桥机现有的视频监控设备，对架桥机架梁过程前后支点处高差、主梁变形等影响架梁过程架桥机稳定性的指标进行监测，可避免复杂的监测设备的和电缆的布置，方便现场使用。

主权项：1.一种基于图像识别的架桥机主梁前后支点处高差和主梁变形监测预警系统，其特征在于，包括图像采集模块、输入模块、目标检测模块、图像分割模块、畸变矫正模块、前后支点处高差和主梁变形计算模块以及预警模块，所述图像采集模块通过采集安装在架桥机主梁端部标靶的图像，获取待监测架桥机主梁的原始数据，并传输给所述输入模块；所述输入模块动态控制图像采集模块输入的原始数据，预选出符合条件的图像数据并传输给所述目标检测模块；所述目标检测模块采用训练好的目标检测模型快速锁定标靶在图像中的位置，并标注标靶区域位置；所述图像分割模块对标注出的标靶区域位置进行像素分割，得到分割后的标靶图像；所述畸变矫正模块采用张正友标定法对分割后的标靶图像进行畸变矫正，得到水平矩形竖直位移和竖直矩形水平位移；所述前后支点处高差和主梁变形计算模块根据畸变矫正后的水平矩形竖直位移计算前后支点处高差，根据畸变矫正后的竖直矩形水平位移计算主梁变形；所述预警模块将计算出的架桥机主梁前后支点处高差和主梁变形与预设的限值进行比对，若大于限值，则发出预警；所述图像分割模块使用Maskrcnn分割网络，在检测到的标靶区域分割出精细的标靶位置，具体包括：从原始图像中裁剪出标靶区域输入到分割网络中，分割出由若干像素位置组成的标靶区域，得到分割后的图像；将分割后的图像中非标靶区域像素值设置为0，0，0，标靶区域的像素值为图像中相应区域的像素值；通过Sobel算子提取标靶中棋盘格各个格子的边界；所述前后支点处高差和主梁变形计算模块将矫正后的图像依据转换规则转化为二值图，并分别计算棋盘格区域的中心位置坐标x,y；转换规则如下： 计算棋盘格区域的中心位置坐标x,y的公式为： i和j表示图像中像素位置的横坐标和纵坐标；将棋盘格区域的中心位置坐标映射到原始图像中，得到架桥机主梁变形前后标靶在原始图像中的位置；x7,y7＝x1+x5,y1+y5x8,y8＝x3+x6,y3+y6通过两个坐标之间的差计算架桥机主梁前后支点处高差和主梁变形：架桥机主梁前后支点处的像素高差dpixl_h＝absy7-y8，架桥机主梁像素位移dpixl_l＝absx7-x8；将上面计算的像素距离通过比例因子映射到现实距离，已知棋盘格区域中白色区域所占的面积areareal，统计第五张图像、第六张图像中白色区域的面积areapixl： 架桥机主梁前后支点处的实际高差为：dreal_h＝ratio×dpixl_h，架桥机主梁实际位移为：dreal_l＝ratio×dpixl_l，比例因子的具体计算过程如下：

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