本发明涉及一种公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法及检测平台，属于桥梁检测。
背景技术：
1、随着国民经济的快速发展，桥梁在铁路运输和公路运输中都发挥着十分重要的作用。大跨度公铁两用桥因能合理利用桥位和各种自然空间，大大节省建设材料和施工费用得以越来越多地出现在新建桥梁中。特大型公铁两用桥由两部分组成，其上部一般为高速公路，下部为高速铁路。
2、钢桁梁公铁两用桥因具有自重轻、刚度高、承载能力强、充分利用自然资源、节约费用、具有较强的跨越能力等众多优点而被广泛应用。正交异性钢桥面板由于其跨越能力强、轻质、便于施工等特点，经常被用于大跨径桥梁桥面结构的修建中。正交异性钢桥面主要构造包括桥面板、纵肋以及加劲肋，但正交异性钢桥面板也由于焊接部位较多，焊缝区域存在较大的焊接残余应力，板在车辆荷载的反复作用下，焊缝位置处由于焊接质量的差异以及焊接残余应力的影响极易出现疲劳缺陷。上部钢梁的裸露u肋板更是缺陷多发处，如不及时消除，势必会带来较为严重的桥梁安全问题，造成经济和人员的巨大损失。这就使桥梁的检测和维护显得尤为重要。
3、然而，现今的高速铁路桥梁型式与传统铁路桥梁有很大不同，由于桥梁跨度大，两侧未设人行便道，道路封闭性增强，中间有接触网通过、拍摄工具距钢桥面顶板距离较远，检测窗口期必须在夜间等限制大大增加了检测难度。故传统铁路桥梁检测车和无人机已不能满足当今对高速铁路整个线路桥梁的检测需求，目前国内外尚无专门用于公铁两用桥梁检测维修的专用设备。
4、随着深度卷积神经网络的发展和gpu等并行计算能力的普及，深度学习已经广泛应用于各个领域。当前目标检测模型都可基于深度卷积网络，用于提取图像中的特征。因此，开发设计一种安全可靠的桥梁智能检测平台，结合深度学习算法研发智能检测系统，这对我国高速铁路和铁路桥梁动态检测管理有着积极的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法及检测平台，检测平台可以实现快速安装并投入使用，且通过多个待测桥段重复操作的工作模式极大程度上提升了检测效率和检测精度。
2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、一方面，本发明提供一种公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，包括：
4、将待测桥梁顶板划分为多个长度相等的待测桥段；
5、计算检测平台的单次拍摄参数；
6、建立待测桥梁顶板信息库，结合检测平台的单次拍摄参数和待测桥梁顶板信息库确定智能检测平台在单个待测桥段的动作序列；
7、利用检测平台根据单个待测桥段的动作序列依次完成各个待测桥段的缺陷检测，得到各个待测桥段的顶板图像数据；
8、利用目标检测算法对各个待测桥段的桥面图像数据进行识别处理，得到各个待测桥段的顶板缺陷分布情况；
9、组合各个待测桥段的顶板缺陷分布情况得到待测桥梁的顶板缺陷分布情况。
10、进一步的，所述检测平台的单次拍摄参数包括视野长度、视野宽度、相机镜头焦距和识别精度；所述视野长度和视野宽度的表达式为：
11、；
12、其中，为视野长度，为视野宽度，为相机分辨率，为相机识别精度；
13、所述相机镜头焦距的表达式为：
14、；
15、；
16、其中，为相机垂直像素尺寸，为相机垂直芯片尺寸，为相机镜头到待测桥梁底部的距离，为相机镜头焦距。
17、进一步的，建立待测桥梁顶板信息库，结合检测平台的单次拍摄参数和待测桥梁顶板信息库确定智能检测平台在单个待测桥段的动作序列，包括：
18、建立待测桥梁顶板信息库，并对单个待测桥段进行网格化编码；
19、结合检测平台的单次拍摄参数和待测桥梁顶板信息库对第一个待测桥段进行拍摄姿态标定，构成单个待测桥段的动作序列，并下发至检测平台；
20、其中，所述动作序列包括检测平台驻点、相机移动、相机俯仰调节角度以及静态拍摄图像。
21、进一步的，所述待测桥梁顶板信息库包括待测桥梁顶板图像、待测桥段的长度、宽度以及各个编码网格的单次检测、维修的时间、结果。
22、进一步的，利用目标检测算法对各个待测桥段的桥面图像进行识别处理，得到待测桥梁的缺陷分布情况，包括：
23、构建图像目标检测模型；
24、根据各个待测桥段的桥面图像数据，基于预训练的图像检测模型，对各个待测桥段的桥面图像进行检测，得到各个待测桥段的顶板缺陷分布情况；
25、组合各个待测桥段的顶板缺陷分布情况得到待测桥梁的顶板缺陷分布情况。
26、进一步的，所述图像目标检测模型采用yolov5网络模型，所述yolov5网络模型的输入端采用mosaic数据增强算法。
27、进一步的，所述图像目标检测模型的预训练方法包括：
28、获取桥梁背景图像数据集以及不同类别的桥梁病害图像数据集，其中，所述桥梁病害图像数据集包括裂缝图像数据集、涂层剥落图像数据集和锈蚀图像数据集；
29、对图像数据集进行标注，标注同时形成对应的信息文件，所述信息文件包括类别标签及标注框位置信息；
30、将图像和对应的信息文件作为输入，对图像目标检测模型进行训练和测试，得到预训练的图像目标检测模型。
31、另一方面，本发明提供一种公铁两用桥梁顶板缺陷检测平台，所述公铁两用桥梁缺陷检测平台用于实现上述任一项所述的公铁两用桥梁缺陷检测方法，其包括驱动模块、升降模块、图像采集模块和控制模块；
32、所述驱动模块用于驱动公铁两用桥梁缺陷检测平台移动，所述升降模块用于驱动图像采集模块升降，所述图像采集模块用于对待测桥梁桥面进行图像采集，所述控制模块与驱动模块、升降模块、图像采集模块均电信号连接，所述控制模块能够根据单个待测桥段的动作序列对驱动模块、升降模块、图像采集模块进行控制，并将各个模块的运行情况输送至后台控制终端。
33、可选的，所述驱动模块包括电池模组、支撑组件和电动滚轮，所述支撑组件为方体框架，所述电动滚轮设于方体框架的底部四周，所述电池模组设于方体框架内，其与电动滚轮通过导线连接；
34、所述升降模块包括4个电动推杆，4个所述电动推杆分别设于方体框架的顶部四个边角，其输出端连接有连接架，所述连接架用于设置图像采集模块；
35、所述图像采集模块包括相机、旋转支撑组件和二级伸缩机械臂，所述二级伸缩机械臂的端部通过旋转支撑组件连接有相机，所述旋转支撑组件用于驱动相机摆动。
36、可选的，所述图像采集模块还包括补光模组，所述补光模组用于为相机进行补光，其设于方体框架上，且与电池模组通过导线连接。
37、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
38、本发明的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，通过检测平台按照单个待测桥段的动作序列依次重复完成所有待测桥段的检测工作，相较于传统的人工检测，图像采集效率提高了10倍以上，后续再利用目标检测算法对桥梁病害进行分类、定位以及特征分析，识别准确率可达93%，有效提升了桥梁顶板的检测效率和检测精度；
39、本发明的公铁两用桥梁顶板缺陷检测平台可以实现在15分钟内组装完成，通过其可以对桥梁顶板进行全方位检测，并且对各区域进行最合适的拍照姿态进行摄像，操作简单，检测效率高。
1.一种公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，所述检测平台的单次拍摄参数包括视野长度、视野宽度、相机镜头焦距和识别精度；所述视野长度和视野宽度的表达式为：
3.根据权利要求1所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，建立待测桥梁顶板信息库，结合检测平台的单次拍摄参数和待测桥梁顶板信息库确定智能检测平台在单个待测桥段的动作序列，包括：
4.根据权利要求3所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，所述待测桥梁顶板信息库包括待测桥梁顶板图像、待测桥段的长度、宽度以及各个编码网格的单次检测、维修的时间、结果。
5.根据权利要求1所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，利用目标检测算法对各个待测桥段的桥面图像进行识别处理，得到待测桥梁的缺陷分布情况，包括：
6.根据权利要求5所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，所述图像目标检测模型采用yolov5网络模型，所述yolov5网络模型的输入端采用mosaic数据增强算法。
7.根据权利要求5所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其特征在于，所述图像目标检测模型的预训练方法包括：
8.一种公铁两用桥梁顶板缺陷检测平台，其特征在于，所述公铁两用桥梁缺陷检测平台用于实现权利要求1~7任一项所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测方法，其包括驱动模块、升降模块、图像采集模块和控制模块；
9.根据权利要求8所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测平台，其特征在于，所述驱动模块包括电池模组、支撑组件和电动滚轮，所述支撑组件为方体框架，所述电动滚轮设于方体框架的底部四周，所述电池模组设于方体框架内，其与电动滚轮通过导线连接；
10.根据权利要求8所述的公铁两用桥梁顶板缺陷检测平台，其特征在于，所述图像采集模块还包括补光模组，所述补光模组用于为相机进行补光，其设于方体框架上，且与电池模组通过导线连接。
