一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置

1.本实用新型涉及一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，属于桥梁病害自动检测技术领域。

背景技术：

2.现有的桥梁病害检测过程中，特别是梁底病害检测，以桥检车人工调查为主，辅以少量的自动化检测如无人机、智能机器人等，该类检测有以下缺陷：1、桥检车人工调查依据检测人员目测判别，且以定性识别为主，检测人员的专业性对病害识别的准确性影响很大，且部分严重病害也可能因作业时长因素而被忽视，易带来误判和漏判；2、无人机检测受制于续航、梁底环境和操作人员水平，存在查不全、可靠性不足、效率低的问题；3、自动智能桥梁检测机器人则存在成本较高、设备专用化且病害测量依赖人工点选、难量化等缺点。
3.由于常规梁底病害检测存在的查不全、测不准、效率低、机动性差、可靠性不足、危险系数高等问题，促使检测技术不断向自动化、模块化和智能化方向发展。

技术实现要素：

4.本实用新型提供一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，实现梁底病害检测的自动化、模块化、全面化和智能化。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，包括待检测桥梁本体，在待检测桥梁本体的底部设置桥检车伸缩桁架，其特征在于：在桥检车伸缩桁架相对待检测桥梁本体底部的位置设置模块化多角度自动拍摄装置；
7.所述模块化多角度自动拍摄装置包括侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置；
8.侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置均安装在桥检车伸缩桁架的长边上，以桥检车伸缩桁架的长边方向为x轴，桥检车伸缩桁架的短边方向为y轴，垂直于桥检车伸缩桁架的方向为z轴，建立三维坐标系，侧向角度拍摄装置的拍摄辐射范围为在x轴与z轴构成的坐标面内由x轴的正方向至负方向，竖向角度拍摄装置的拍摄辐射范围为在y轴与z轴构成的坐标面内由y轴的正方向至负方向，前后向角度拍摄装置的拍摄辐射范围为在x轴与z轴构成的坐标面内由z轴的正方向至负方向；
9.作为本实用新型的进一步优选，所述的侧向角度拍摄装置包括安装板、安装底座、旋转固定块、旋钮柱塞、相机模块安装支架、工业相机以及光源，安装底座安装在桥检车伸缩桁架上，安装板固定在安装底座上，且安装板垂直于桥检车伸缩桁架设置；
10.在安装板上由安装板的顶部至底部分别开设两个孔位，其中一个孔位位于安装板的顶端，另一个孔位靠近安装板的底端，旋转固定块通过旋钮柱塞可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架的一端与旋转固定块连接，在相机模块安装支架的一侧安装光源；
11.位于安装板顶端的相机模块安装支架的另一侧安装工业相机，工业相机的相机镜
头朝向待检测桥梁本体的底部；
12.作为本实用新型的进一步优选，所述的竖向角度拍摄装置包括安装板、安装底座、旋转固定块、旋钮柱塞、相机模块安装支架、工业相机以及光源，安装底座安装在桥检车伸缩桁架上，安装板固定在安装底座上，且安装板垂直于桥检车伸缩桁架设置；
13.在安装板上开设一个孔位，旋转固定块通过旋钮柱塞可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架的一端与旋转固定块连接，在相机模块安装支架的一侧安装光源，相机模块安装支架的另一侧安装工业相机，工业相机的相机镜头朝向待检测桥梁本体的底部；
14.作为本实用新型的进一步优选，所述的前后向角度拍摄装置包括安装板、安装底座、旋转固定块、旋钮柱塞、相机模块安装支架、工业相机以及光源，安装底座安装在桥检车伸缩桁架上，安装板固定在安装底座上，且安装板垂直于桥检车伸缩桁架设置；
15.在安装板上开设两个孔位，其中一个孔位位于安装板的顶端，另一个孔位位于安装板靠近底端的位置，旋转固定块通过旋钮柱塞可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架的一端与旋转固定块连接，在相机模块安装支架的一侧安装光源，相机模块安装支架的另一侧安装工业相机，工业相机的相机镜头朝向待检测桥梁本体的底部；
16.且两个孔位内的相机镜头朝向之间形成夹角；
17.作为本实用新型的进一步优选，在侧向角度拍摄装置中，安装板的板面贴合桥检车伸缩桁架的长边设置；
18.在竖向角度拍摄装置中，安装板的板面垂直桥检车伸缩桁架的长边设置；
19.在前后向角度拍摄装置中，安装板的板面垂直桥检车伸缩桁架的长边设置；
20.作为本实用新型的进一步优选，侧向角度拍摄装置的安装板长度大于前后向角度拍摄装置的安装板，前后向角度拍摄装置的安装板大于竖向角度拍摄装置的安装板；
21.作为本实用新型的进一步优选，在桥检车伸缩桁架上还安装工控机，侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置同时与工控机连接。
22.通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
23.1、本实用新型提供的模块化多角度自动拍摄装置，基于现有的桥检车平台，仅需少量的人工，通过远程控制采集相关信息，降低检测成本，提高了安全性能；
24.2、本实用新型提供的模块化多角度自动拍摄装置，能够随桥检车沿桥梁方向移动检测，快速、连续、不间断的检测全桥梁底病害图像；
25.3、本实用新型提供的模块化多角度自动拍摄装置，各个部件为模块化、快速拆装、可自由调节拍摄角度的设计，可以适配各类型桥梁梁底，进行快速、自动化、全方位无死角病害图像拍摄采集。
附图说明
26.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
27.图1是本实用新型提供的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置使用场景示意图；
28.图2是本实用新型提供的模块化多角度自动拍摄装置设置在桥检车伸缩桁架上时的结构示意图；
29.图3是图2中模块化多角度自动拍摄装置的局部放大示意图；
30.图4是本实用新型提供的侧向角度拍摄装置结构示意图；
31.图5是本实用新型提供的光源以及工业相机安装在安装板上的结构示意图。
32.图中：1为桥检车伸缩桁架，2为工控机，3为模块化多角度自动拍摄装置，4为侧向角度拍摄装置，5为竖向角度拍摄装置，6为前后向角度拍摄装置，7为安装底座，8为安装板，9为旋钮柱塞，10为旋转固定块，11为相机模块安装支架，12为光源，13为相机镜头，14为工业相机。
具体实施方式
33.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。本技术的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
34.如背景技术中阐述的，现在对桥梁梁底的病害检测，多数是依赖桥检车人工调查为主，此种检测方法耗费人力物力，同时测量结果准确性也有待商榷，因此基于此，本技术提供了一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其利用的依旧是现有的桥检车平台，然后在桥检车伸缩桁架相对待检测桥梁本体底部的位置设置模块化多角度自动拍摄装置3；这里的模块化多角度自动拍摄装置能够自由调节拍摄角度，以快速、自动化、全方位无死角采集桥梁底部病害图像。
35.接下来就是对本技术的创新点做一个详细的阐述，首先图1所示是本技术的使用场景示意图，将模块化多角度自动拍摄装置安装在桥检车伸缩桁架1上，其相机镜头13全部朝向待检测桥梁本体的底部，以实现对梁底病害的实时检测。
36.将图2中模块化多角度自动拍摄装置部分进行放大，如图3所示，要实现全方位的检测，所述模块化多角度自动拍摄装置包括侧向角度拍摄装置4、竖向角度拍摄装置5以及前后向角度拍摄装置6。
37.实际操作时，侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置均安装在桥检车伸缩桁架的长边上，这里为了方便描述，以桥检车伸缩桁架的长边方向为x轴，桥检车伸缩桁架的短边方向为y轴，垂直于桥检车伸缩桁架的方向为z轴，建立三维坐标系，侧向角度拍摄装置的拍摄辐射范围为在x轴与z轴构成的坐标面内由x轴的正方向至负方向，竖向角度拍摄装置的拍摄辐射范围为在y轴与z轴构成的坐标面内由y轴的正方向至负方向，前后向角度拍摄装置的拍摄辐射范围为在x轴与z轴构成的坐标面内由z轴的正方向至负方向。以图3中排布方式视角进行阐述，位于两侧的侧向角度拍摄装置，其相机镜头的旋转角度是左右向的180度范围内，竖向角度拍摄装置是前后向的180度范围内，前后向角度拍摄装置是在安装板8的垂直向方向的前180度范围以及后180度范围内，这样的设置方式可以将梁底的全部位置辐射到。
38.当然在图3的示例中，共设置了四组拍摄装置，在图例中的放大图范围内，侧向角度拍摄装置设置了两组，在两者之间设置两组竖向角度拍摄装置，且每组竖向角度拍摄装置靠近侧向角度拍摄装置，在两组竖向角度拍摄装置之间设置一组前后向角度拍摄装置。
39.侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置涉及到的组成构件大致相同，所述的侧向角度拍摄装置（这里以图4为例）包括安装板、安装底座7、旋转固定块10、旋钮柱塞9、相机模块安装支架11、工业相机14以及光源12，安装底座安装在桥检车伸缩桁架上，安装板固定在安装底座上，且安装板垂直于桥检车伸缩桁架设置；在安装板上由安装板的顶部至底部分别开设两个孔位，其中一个孔位位于安装板的顶端，另一个孔位靠近安装板的底端，图5所示，旋转固定块通过旋钮柱塞可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架的一端与旋转固定块连接，在相机模块安装支架的一侧安装光源；位于安装板顶端的相机模块安装支架的另一侧安装工业相机，工业相机的相机镜头朝向待检测桥梁本体的底部。
40.所述的竖向角度拍摄装置包括安装板、安装底座、旋转固定块、旋钮柱塞、相机模块安装支架、工业相机以及光源，安装底座安装在桥检车伸缩桁架上，安装板固定在安装底座上，且安装板垂直于桥检车伸缩桁架设置；在安装板上开设一个孔位，旋转固定块通过旋钮柱塞可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架的一端与旋转固定块连接，在相机模块安装支架的一侧安装光源，相机模块安装支架的另一侧安装工业相机，工业相机的相机镜头朝向待检测桥梁本体的底部。
41.所述的前后向角度拍摄装置包括安装板、安装底座、旋转固定块、旋钮柱塞、相机模块安装支架、工业相机以及光源，安装底座安装在桥检车伸缩桁架上，安装板固定在安装底座上，且安装板垂直于桥检车伸缩桁架设置；在安装板上开设两个孔位，其中一个孔位位于安装板的顶端，另一个孔位位于安装板靠近底端的位置，旋转固定块通过旋钮柱塞可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架的一端与旋转固定块连接，在相机模块安装支架的一侧安装光源，相机模块安装支架的另一侧安装工业相机，工业相机的相机镜头朝向待检测桥梁本体的底部；且两个孔位内的相机镜头朝向之间形成夹角；也就是说前后向角度拍摄装置相对于其他结构，其实是在y轴方向的正负轴上均设置了一个工业相机，以满足在全z轴方向的检测范围。
42.由于各个拍摄装置中涉及到的旋转固定块相关实现旋转的部件是同种结构，那么要实现多角度的检测，安装板的安装方位就需要有区别，因此在侧向角度拍摄装置中，安装板的板面贴合桥检车伸缩桁架的长边设置；在竖向角度拍摄装置中，安装板的板面垂直桥检车伸缩桁架的长边设置；在前后向角度拍摄装置中，安装板的板面垂直桥检车伸缩桁架的长边设置。
43.同时侧向角度拍摄装置由于是针对的桥梁梁底侧向部分的检测，因此测量角度拍摄装置中的安装板长度应该是大于其他拍摄装置中安装板的长度。竖向角度拍摄装置涉及到的拍摄范围应该是正对桥梁梁底，因此竖向角度拍摄装置中安装板的长度是最小的。
44.整个系统的自动化实施必然需要数据的及时收集以及指令的发送，因此在桥检车伸缩桁架上还安装工控机2，侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置同时与工控机连接，通过工控机的全程把控，达到对桥梁梁底病害快速、连续、不间断的检测。
45.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意
义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
46.本技术中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
47.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
48.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：

1.一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，包括待检测桥梁本体，在待检测桥梁本体的底部设置桥检车伸缩桁架（1），其特征在于：在桥检车伸缩桁架（1）相对待检测桥梁本体底部的位置设置模块化多角度自动拍摄装置（3）；所述模块化多角度自动拍摄装置（3）包括侧向角度拍摄装置（4）、竖向角度拍摄装置（5）以及前后向角度拍摄装置（6）；侧向角度拍摄装置（4）、竖向角度拍摄装置（5）以及前后向角度拍摄装置（6）均安装在桥检车伸缩桁架（1）的长边上，以桥检车伸缩桁架（1）的长边方向为x轴，桥检车伸缩桁架（1）的短边方向为y轴，垂直于桥检车伸缩桁架（1）的方向为z轴，建立三维坐标系，侧向角度拍摄装置（4）的拍摄辐射范围为在x轴与z轴构成的坐标面内由x轴的正方向至负方向，竖向角度拍摄装置（5）的拍摄辐射范围为在y轴与z轴构成的坐标面内由y轴的正方向至负方向，前后向角度拍摄装置（6）的拍摄辐射范围为在x轴与z轴构成的坐标面内由z轴的正方向至负方向。2.根据权利要求1所述的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其特征在于：所述的侧向角度拍摄装置（4）包括安装板（8）、安装底座（7）、旋转固定块（10）、旋钮柱塞（9）、相机模块安装支架（11）、工业相机（14）以及光源（12），安装底座（7）安装在桥检车伸缩桁架（1）上，安装板（8）固定在安装底座（7）上，且安装板（8）垂直于桥检车伸缩桁架（1）设置；在安装板（8）上由安装板（8）的顶部至底部分别开设两个孔位，其中一个孔位位于安装板（8）的顶端，另一个孔位靠近安装板（8）的底端，旋转固定块（10）通过旋钮柱塞（9）可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架（11）的一端与旋转固定块（10）连接，在相机模块安装支架（11）的一侧安装光源（12）；位于安装板（8）顶端的相机模块安装支架（11）的另一侧安装工业相机（14），工业相机（14）的相机镜头（13）朝向待检测桥梁本体的底部。3.根据权利要求2所述的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其特征在于：所述的竖向角度拍摄装置（5）包括安装板（8）、安装底座（7）、旋转固定块（10）、旋钮柱塞（9）、相机模块安装支架（11）、工业相机（14）以及光源（12），安装底座（7）安装在桥检车伸缩桁架（1）上，安装板（8）固定在安装底座（7）上，且安装板（8）垂直于桥检车伸缩桁架（1）设置；在安装板（8）上开设一个孔位，旋转固定块（10）通过旋钮柱塞（9）可旋转安装在孔位内，相机模块安装支架（11）的一端与旋转固定块（10）连接，在相机模块安装支架（11）的一侧安装光源（12），相机模块安装支架（11）的另一侧安装工业相机（14），工业相机（14）的相机镜头（13）朝向待检测桥梁本体的底部。4.根据权利要求3所述的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其特征在于：所述的前后向角度拍摄装置（6）包括安装板（8）、安装底座（7）、旋转固定块（10）、旋钮柱塞（9）、相机模块安装支架（11）、工业相机（14）以及光源（12），安装底座（7）安装在桥检车伸缩桁架（1）上，安装板（8）固定在安装底座（7）上，且安装板（8）垂直于桥检车伸缩桁架（1）设置；在安装板（8）上开设两个孔位，其中一个孔位位于安装板（8）的顶端，另一个孔位位于安装板（8）靠近底端的位置，旋转固定块（10）通过旋钮柱塞（9）可旋转安装在孔位内，相机
模块安装支架（11）的一端与旋转固定块（10）连接，在相机模块安装支架（11）的一侧安装光源（12），相机模块安装支架（11）的另一侧安装工业相机（14），工业相机（14）的相机镜头（13）朝向待检测桥梁本体的底部；且两个孔位内的相机镜头（13）朝向之间形成夹角。5.根据权利要求4所述的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其特征在于：在侧向角度拍摄装置（4）中，安装板（8）的板面贴合桥检车伸缩桁架（1）的长边设置；在竖向角度拍摄装置（5）中，安装板（8）的板面垂直桥检车伸缩桁架（1）的长边设置；在前后向角度拍摄装置（6）中，安装板（8）的板面垂直桥检车伸缩桁架（1）的长边设置。6.根据权利要求5所述的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其特征在于：侧向角度拍摄装置（4）的安装板（8）长度大于前后向角度拍摄装置（6）的安装板（8），前后向角度拍摄装置（6）的安装板（8）大于竖向角度拍摄装置（5）的安装板（8）。7.根据权利要求6所述的用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，其特征在于：在桥检车伸缩桁架（1）上还安装工控机（2），侧向角度拍摄装置（4）、竖向角度拍摄装置（5）以及前后向角度拍摄装置（6）同时与工控机（2）连接。

技术总结

本实用新型涉及一种用于梁式桥梁底病害检测的模块化多角度自动拍摄装置，包括待检测桥梁本体，在待检测桥梁本体的底部设置桥检车伸缩桁架，在桥检车伸缩桁架相对待检测桥梁本体底部的位置设置模块化多角度自动拍摄装置；模块化多角度自动拍摄装置包括侧向角度拍摄装置、竖向角度拍摄装置以及前后向角度拍摄装置；能够对桥梁底面的病害图像进行全方位无死角采集，并且可以随着桥检车的移动，进行快速、连续、不间断的机动检测。与现有的技术相比，本申请各个部件为模块化、快速拆装、可自由调节拍摄角度的设计，可以适配各类型桥梁梁底，进行快速、自动化、全方位无死角病害图像拍摄采集，并且仅需少量的人工，有显著的成本、效率和安全优势。安全优势。安全优势。