CN111473856A - 一种基于激光的桥面立体振动探测装置、方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光的桥面立体振动探测装置、方法及存储介质，所述装置包括：上位机、三维云台、桥面立体振动测量装置探测头，上位机和三维云台、桥面立体振动测量装置探测头通信连接；桥面立体振动测量装置探测头设置有单频激光光源发射器，光纤分束器，调频驱动器，光学调频器，强度调制驱动器，光学强度调制器，光纤环形器，发射与接收光学天线，分束器，光电探测器，光学混频器，平衡探测器，信号采集处理传输器；其中，单频激光光源发射器、光纤分束器、光学调频器、光学强度调制器、光纤环形器、分束器、光学混频器、平衡探测器顺次连接，调频驱动器和光学调频器连接，分束器和光电探测器连接，光纤分束器和光学混频器连接，信号采集处理传输器、三维云台和上位机进行通信连接。采用本申请实施例，可以快速获取桥体等测量目标整个测量面立体振动特性，提高装置测量精度与探测能力。

Description

一种基于激光的桥面立体振动探测装置、方法及存储介质

技术领域

本发明涉及桥梁探测领域，特别涉及一种基于激光的桥面立体振动探测装置、方法及存储介质。

背景技术

我国幅员辽阔，地理情况比较复杂，桥梁建设在公路、铁路沿线越来越普遍，所以桥梁安全监测是交通运输安全中的重要组成内容。

目前，在测量桥面振动的方法主要分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量通过预先铺设大量传感器，主要有光纤传感器、压电传感器、半导体压阻传感器等，通过这些传感器探测桥体微振动信息。但该方式需前期大量铺设，会改变桥体结构，且存在使用年限，造成安全隐患。为解决此问题，现有非接触式测量方法，主要分为FMCW毫米波雷达和FMCW激光雷达两种，两种方式工作原理相同，相比于毫米波雷达，激光雷达测量精度更高，目前所见专利中，FMCW激光雷达仅能对桥面某一局部区域进行测量。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于激光的桥面立体振动探测装置、方法及存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于激光的桥面立体振动探测装置，所述装置包括：

上位机、三维云台、桥面立体振动测量装置探测头，所述上位机和所述三维云台、桥面立体振动测量装置探测头通信连接；

所述桥面立体振动测量装置探测头有单频激光光源发射器，光纤分束器，调频驱动器，光学调频器，强度调制驱动器，光学强度调制器，光纤环形器，发射与接收光学天线，分束器，光电探测器，光学混频器，平衡探测器，信号采集处理传输器；

其中，所述单频激光光源发射器、光纤分束器、光学调频器、光学强度调制器、光纤环形器、分束器、光学混频器、平衡探测器顺次连接，所述调频驱动器和光学调频器连接，所述分束器和光电探测器连接，所述光纤分束器和光学混频器连接，所述信号采集处理传输器、三维云台和上位机进行通信连接。

可选的，所述光学调频器用于加载由所述调频驱动器放大的激光调频信号；

所述光学强度调制器用于获取由所述强度调制驱动器放大的激光调幅信号。

可选的，所述上位机用于接收来自所述三维云台以及所述桥面立体振动测量装置探测头的数据信息，并将所述数据信息进行计算分析生成分析结果。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于激光的桥面立体振动探测方法，应用于桥面立体振动测量装置探测头，所述方法包括：

采用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测光；

将所述激光探测光发送至光纤分束器生成第一探测光和第二探测光，所述第一探测光在所述窄线宽连续激光探测光中所占比值小于第二探测光在所述窄线宽连续激光探测光中所占比值；

将所述第一探测光发送至光学混频器；

将所述第二探测光发送至光学调频器中，利用调频驱动器将激光调频信号放大并通过光学调频器加载到所述第二探测光中，生成第三探测光；

将所述第三探测光发送至光学强度调制器中，利用强度调制驱动器将激光调幅信号放大并通过光学强度调制器加载到所述第三探测光中生成第四探测光；

将所述第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面。

可选的，利用发射与接收光学天线接收带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号；

将所述带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号汇聚至光纤环形器中，利用所述光纤环形器的回波信号输出臂将所述带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号输出；

将输出后的所述探测回波信号发送至分束器生成第一路回波信号和第二路回波信号；

基于所述第一路回波信号生成被测目标桥面至测试点的距离值；

基于所述第二路回波信号生成被测桥面振动数据信息；

基于三维云台的移动，桥面立体振动测量装置探测头获取测量目标整个测量面距离以及振动数据信息；

将所述被测目标桥面至测试点的距离值、方位值和所述被测目标桥面振动数据信息发送至上位机。

可选的，所述基于所述第一路回波信号生成被测桥面至测试点的距离值，包括：

将所述第一路回波信号发送至高灵敏光电探测器进行光电信号转换，生成转换后的回波信号；

将所述转换后的回波信号和激光调幅信号进行混频计算分析，生成被测目标桥面至测试点的距离值。

可选的，所述基于所述第二路回波信号生成被测桥面振动数据，包括：

将所述第二路回波信号发送至光学混频器中和所述第一探测光进行光学混频，生成混频后的光信号；

将所述混频后的光信号发送至平衡探测器进行光电信号的转换，生成转换后的回波信号；

将所述转换后的回波信号发送至信号采集处理传输器进行计算，生成被测目标桥面振动数据信息。

第三方面，本申请实施例提供了一种基于激光的桥面立体振动探测方法，应用于上位机，所述方法包括：

接收所述被测目标桥面至测试点的距离值和所述被测目标桥面振动数据信息；

基于所述被测目标桥面至测试点的距离值、方位值和所述被测目标桥面振动数据信息进行计算分析，生成可视化数据信息。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本申请实施例中，桥面立体振动测量装置探测头首先通过采用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测光，再将激光探测光发送至光纤分束器生成第一探测光和第二探测光，第一探测光在窄线宽连续激光探测光中所占比值小于第二探测光在窄线宽连续激光探测光中所占比值，再将第一探测光发送至光学混频器，再将第二探测光发送至光学调频器中，利用调频驱动器将激光调频信号放大并通过光学调频器加载到第二探测光中，生成第三探测光，再将第三探测光发送至光学强度调制器中，利用强度调制驱动器将激光调幅信号放大并通过光学强度调制器加载到第三探测光中生成第四探测光，然后将第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面，最后利用发射与接收光学天线接收带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号，再将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号汇聚至光纤环形器中，再利用光纤环形器的回波信号输出臂将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号输出，再将输出后的探测回波信号发送至分束器生成第一路回波信号和第二路回波信号，再基于第一路回波信号生成被测目标桥面至测试点的距离值，再基于第二路回波信号生成被测桥面振动数据信息。由于本申请桥面振动测量基于调频连续波与调幅连续波相结合的高精度激光测量方式，从而快速获取测量目标点的距离与振动信息，并通过三维云台实现对大桥测量面立体扫描与计算分析，从而实现桥面全域振动状态分布的高精度测量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请实施例提供的一种基于激光的桥面立体振动探测装置的装置示意图；

图2是本申请实施例提供的一种基于激光的桥面立体振动探测实施场景的场景示意图；

图3是本申请实施例提供的经过上位机计算后的桥面综合的振动特性示意图；

图4是本申请实施例提供的一种基于激光的桥面立体振动探测方法的流程示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

到目前为止，测量桥面振动的方法主要分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量通过预先铺设大量传感器，主要有光纤传感器、压电传感器、半导体压阻传感器等，通过这些传感器探测桥体微振动信息。但该方式需前期大量铺设，会改变桥体结构，且存在使用年限，造成安全隐患。为解决此问题，现有非接触式测量方法，主要分为FMCW毫米波雷达和FMCW激光雷达两种，两种方式工作原理相同，相比于毫米波雷达，激光雷达测量精度更高，目前所见专利中，FMCW激光雷达仅能对桥面某一局部区域进行测量。为此，本申请提供了一种基于激光的桥面立体振动探测装置、方法及存储介质，以解决上述相关技术问题中存在的问题。本申请提供的技术方案中，由于本申请桥面振动测量基于调频连续波与调幅连续波相结合的高精度激光测量方式，从而快速获取测量目标点的距离与振动信息，并通过三维云台实现对大桥测量面立体扫描与计算分析，从而实现桥面全域振动状态分布的高精度测量，下面采用示例性的实施例进行详细说明。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

请参见图1，其示出了本发明一个示例性实施例提供的基于激光的桥面立体振动探测装置的结构示意图。该基于激光的桥面立体振动探测装置可以通过软件、硬件或者两者的结合的方式进行实现。

该装置包括上位机16、三维云台15，所述上位机16和所述三维云台15通信连接；

所述桥面立体振动测量装置探测头有单频激光光源发射器1，光纤分束器2，调频驱动器3，光学调频器4，强度调制驱动器5，光学强度调制器6，光纤环形器7，发射与接收光学天线8，分束器9，光电探测器10，光学混频器12，平衡探测器13，信号采集处理传输器14。

所述单频激光光源发射器1、光纤分束器2、光学调频器4、光学强度调制器6、光纤环形器7、分束器9、光学混频器12、平衡探测器13顺次连接，所述调频驱动器3和光学调频器4连接，所述分束器9和光电探测器10连接，所述光纤分束7器和光学混频器12连接，所述信号采集处理传输器14和上位机16进行通信连接。

所述光学调频器4用于加载由调频驱动器3放大的激光调频信号17；

所述光学强度调制器6用于获取由所述强度调制驱动器5放大的激光调幅信号18。

进一步地，基于图1，请参见图2，图2是本申请实施例提供的实施场景的场景示意图，该场景示意图包括桥面立体振动测量装置探测头19与桥面探测目标20，其中桥面立体振动测量装置探测头19安置在三维云台15中，桥面探测目标20等同于图1中的编号20对应的部分。

在本申请实施例中，单频激光光源发射器1发射窄线宽探测激光，其探测光的线宽直接影响包含目标振动信息的差频信号获取，考虑目前装置各组成部分器件的成熟度，在此探测光源波段优选1550nm，探测光线宽优选小于10MHz。

在本申请实施例中，为保证高信噪比探测信号的获取，所有光纤器件优选单模保偏光纤器件。

在本申请实施例中，探测激光经光纤分束器2分束得到的参考光信号功率优选0.5mW～2mW之间，以得到更好的混频探测结果。

在本申请实施例中，激光调幅信号18对激光幅值进行正弦调制，根据探测距离设置信号带宽。激光调频信号17通过光学调频器4实现对激光光频调制，光学调制器可以为铌酸锂(LiNbO3)光学调制器，调制后信号可以是固定带宽调制信号，也可以基于线性调频信号。当调制信号为线性调频信号时，线性调频范围不得包含激光调幅信号18的探测信号频率值；当调制信号带宽为固定值时，但其信号带宽需有别与激光调幅信号18的探测信号频率值。

在本申请实施例中，装置采用光纤环行器7实现探测光信号的共光路发射接收，提高装置的高度集成化与稳定性。

在本申请实施例中，分束器9优先50：50光纤分束器，对返回光探测信号进行等分。振动信息探测路通过光学混频器12与平衡探测器13实现信号平衡接收，降低光电探测器探测端共模噪声，提高探测信号信噪比。

在本申请实施例中，桥面立体振动测量装置探测头19安置在三维云台15中，通过信号处理与存储端16控制三维云台15扫描范围对桥面探测目标20进行区域扫描，并记录目标点方位信息。最终，由信号处理与存储端16对获取探测探测目标各点距离、振动以及方位信息进行综合处理分析，由于测量装置可以获取每个探测点与测量装置的相对速度、距离以及方位信息，因此可通过每个点振动模型与目标三维信息按三维分解算得整个桥面的综合的振动特性，如图3所示。

需要说明的是，上述实施例提供的基于激光的桥面立体振动探测装置在执行基于激光的桥面立体振动探测方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于激光的桥面立体振动探测装置与基于激光的桥面立体振动探测方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请实施例中，桥面立体振动测量装置探测头首先通过采用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测光，再将激光探测光发送至光纤分束器生成第一探测光和第二探测光，第一探测光在窄线宽连续激光探测光中所占比值小于第二探测光在窄线宽连续激光探测光中所占比值，再将第一探测光发送至光学混频器，再将第二探测光发送至光学调频器中，利用调频驱动器将激光调频信号放大并通过光学调频器加载到第二探测光中，生成第三探测光，再将第三探测光发送至光学强度调制器中，利用强度调制驱动器将激光调幅信号放大并通过光学强度调制器加载到第三探测光中生成第四探测光，然后将第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面，最后利用发射与接收光学天线接收带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号，再将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号汇聚至光纤环形器中，再利用光纤环形器的回波信号输出臂将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号输出，再将输出后的探测回波信号发送至分束器生成第一路回波信号和第二路回波信号，再基于第一路回波信号生成被测目标桥面至测试点的距离值，再基于第二路回波信号生成被测桥面振动数据信息。由于本申请桥面振动测量基于调频连续波与调幅连续波相结合的高精度激光测量方式，从而快速获取测量目标点的距离与振动信息，并通过三维云台实现对大桥测量面立体扫描与计算分析，从而实现桥面全域振动状态分布的高精度测量。

下面将结合附图4，对本申请实施例提供的基于激光的桥面立体振动探测方法进行详细介绍。该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于基于冯诺依曼体系的基于激光的桥面立体振动探测装置上。

请参见图4，为本申请实施例提供了一种基于激光的桥面立体振动探测方法的流程示意图。如图4所示，本申请实施例的所述方法可以包括以下步骤：

S101，采用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测光；

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置利用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测信号。

S102，将所述激光探测光发送至光纤分束器生成第一探测光和第二探测光，所述第一探测光在所述窄线宽连续激光探测光中所占比值小于所述第二探测光在所述窄线宽连续激光探测光中所占比值；

在一种可行的实现方式中，当基于激光的桥面立体振动探测装置发射的探测光发射后，探测光经光纤分束器后分为功率较强的一路探测光与功率较弱的一路参考光。

S103，将所述第一探测光发送至光学混频器；

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将功率较弱的一路参考光发送至光学混频器。

S104，将所述第二探测光发送至光学调频器中，利用调频驱动器将激光调频信号放大并通过光学调频器加载到所述第二探测光中，生成第三探测光；

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将功率较强的一路探测光发送至光学调频器与光学强度调制器进行调制，将电子学调制信号加载到光波中。

S105，将所述第三探测光发送至光学强度调制器中，利用强度调制驱动器将激光调幅信号放大并通过光学强度调制器加载到所述第三探测光中生成第四探测光；

其中，用于获取探测目标振动信息的激光调频信号，通过调频驱动器放大并由光学调频器加载到探测光波中。用于获取目标探测距离信息的激光调幅信号则通过强度调制驱动器放大后由光学强度调制器实现调幅探测光波的获取。

S106，将所述第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面；

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将电子学调制信号加载到光波中的探测光发送至光纤环形器与发射与接收光学天线，将探测信号发射至目标桥面。

S107，利用发射与接收光学天线接收带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号；

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号经发射与接收光学天线汇聚到光纤环形器中，并由光纤环形器回波信号输出臂输出。

S108，将所述带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号汇聚至光纤环形器中，利用所述光纤环形器的回波信号输出臂将所述带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号输出；

S109，将输出后的所述探测回波信号发送至分束器生成第一路回波信号和第二路回波信号；

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将输出后的信号通过分束器均分为两路。

S110，基于所述第一路回波信号生成被测目标桥面至测试点的距离值；

在本申请实施例中，首先将第一路回波信号发送至高灵敏光电探测器进行光电信号转换，生成转换后的回波信号，然后将转换后的回波信号和激光调幅信号进行混频计算分析，最后生成被测目标桥面至测试点的距离值。

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将其中一路直接由高灵敏光电探测器接收完成光电信号转换，并与激光调幅信号进行混频计算分析，可得到被测桥体探测点距本装置的距离。

S111，基于所述第二路回波信号生成被测桥面振动数据信息。

在本申请实施例中，首先将第二路回波信号发送至光学混频器中和第一探测光进行光学混频，生成混频后的光信号，然后将所述混频后的光信号发送至平衡探测器进行光电信号的转换，生成转换后的回波信号，最后所述转换后的回波信号发送至信号采集处理传输器进行计算，生成被测目标桥面振动数据信息。

在一种可行的实现方式中，基于激光的桥面立体振动探测装置将另一路信号则直接输入至光学混频器中与步骤S103中光纤分束器分束得到的功率较弱的一路参考光进行光学混频，混频后的光信号直接由平衡探测器接收完成光电信号的转换，并通过信号采集处理传输器进行计算得到目标桥面的振动特性。

信号采集处理传输器采集、处理、记录两组探测器获取目标桥面的距离与振动信息，并将信号传输至上位机实现最终数据的计算分析。

S112，将所述被测目标桥面至测试点的距离值、方位值和所述被测目标桥面振动数据信息发送至上位机。

在本申请实施例中，桥面立体振动测量装置探测头先通过采用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测光，再将激光探测光发送至光纤分束器生成第一探测光和第二探测光，第一探测光在窄线宽连续激光探测光中所占比值小于第二探测光在窄线宽连续激光探测光中所占比值，再将第一探测光发送至光学混频器，再将第二探测光发送至光学调频器中，利用调频驱动器将激光调频信号放大并通过光学调频器加载到第二探测光中，生成第三探测光，再将第三探测光发送至光学强度调制器中，利用强度调制驱动器将激光调幅信号放大并通过光学强度调制器加载到第三探测光中生成第四探测光，然后将第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面，最后利用发射与接收光学天线接收带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号，再将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号汇聚至光纤环形器中，再利用光纤环形器的回波信号输出臂将带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号输出，再将输出后的探测回波信号发送至分束器生成第一路回波信号和第二路回波信号，再基于第一路回波信号生成被测目标桥面至测试点的距离值，再基于第二路回波信号生成被测桥面振动数据信息。由于本申请桥面振动测量基于调频连续波与调幅连续波相结合的高精度激光测量方式，从而快速获取测量目标点的距离与振动信息，并通过三维云台带载实现对大桥测量面立体扫描与计算分析，从而实现桥面全域振动状态分布的高精度测量。

本发明还提供一种可读介质，其上存储有程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述各个方法实施例提供的基于激光的桥面立体振动探测方法。本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例所述的基于激光的桥面立体振动探测方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种基于激光的桥面立体振动探测装置，其特征在于，所述装置包括：

上位机、三维云台、桥面立体振动测量装置探测头，所述上位机和所述三维云台、桥面立体振动测量装置探测头通信连接；

所述桥面立体振动测量装置探测头有单频激光光源发射器，光纤分束器，调频驱动器，光学调频器，强度调制驱动器，光学强度调制器，光纤环形器，发射与接收光学天线，分束器，光电探测器，光学混频器，平衡探测器，信号采集处理传输器；

其中，所述单频激光光源发射器、光纤分束器、光学调频器、光学强度调制器、光纤环形器、分束器、光学混频器、平衡探测器顺次连接，所述调频驱动器和光学调频器连接，所述分束器和光电探测器连接，所述光纤分束器和光学混频器连接，所述信号采集处理传输器、三维云台和上位机进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述光学调频器用于加载由所述调频驱动器放大的激光调频信号；

所述光学强度调制器用于获取由所述强度调制驱动器放大的激光调幅信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述上位机用于接收来自所述三维云台以及所述桥面立体振动测量装置探测头的数据信息，并将所述数据信息进行计算分析生成分析结果。

4.一种基于激光的桥面立体振动探测方法，应用于桥面立体振动测量装置探测头，其特征在于，所述方法包括：

采用单频激光光源发射器发射窄线宽连续激光探测光；

将所述激光探测光发送至光纤分束器生成第一探测光和第二探测光，所述第一探测光在所述窄线宽连续激光探测光中所占比值小于所述第二探测光在所述窄线宽连续激光探测光中所占比值；

将所述第一探测光发送至光学混频器；

将所述第二探测光发送至光学调频器中，利用调频驱动器将激光调频信号放大并通过光学调频器加载到所述第二探测光中，生成第三探测光；

将所述第三探测光发送至光学强度调制器中，利用强度调制驱动器将激光调幅信号放大并通过光学强度调制器加载到所述第三探测光中生成第四探测光；

将所述第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述第四探测光依次经过光纤环形器和发射与接收光学天线后发射至目标桥面之后，还包括：

利用发射与接收光学天线接收带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号；

将所述带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号汇聚至光纤环形器中，利用所述光纤环形器的回波信号输出臂将所述带有探测目标距离与振动信息的探测回波信号输出；

将输出后的所述探测回波信号发送至分束器生成第一路回波信号和第二路回波信号；

基于所述第一路回波信号生成被测目标桥面至测试点的距离值；

基于所述第二路回波信号生成被测桥面振动数据信息；

基于三维云台的移动，桥面立体振动测量装置探测头获取测量目标整个测量面距离以及振动数据信息；

将所述被测目标桥面至测试点的距离值、方位值和所述被测目标桥面振动数据信息发送至上位机。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一路回波信号生成被测桥面至测试点的距离值，包括：

将所述第一路回波信号发送至高灵敏光电探测器进行光电信号转换，生成转换后的回波信号；

将所述转换后的回波信号和激光调幅信号进行混频计算分析，生成被测目标桥面至测试点的距离值。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二路回波信号生成被测桥面振动数据，包括：

将所述第二路回波信号发送至光学混频器中和所述第一探测光进行光学混频，生成混频后的光信号；

将所述混频后的光信号发送至平衡探测器进行光电信号的转换，生成转换后的回波信号；

将所述转换后的回波信号发送至信号采集处理传输器进行计算，生成被测目标桥面振动数据信息。

8.一种基于激光的桥面立体振动探测方法，应用于上位机，其特征在于，所述方法包括：

接收所述被测目标桥面至测试点的距离值和所述被测目标桥面振动数据信息；

基于所述被测目标桥面至测试点的距离值、方位值和所述被测目标桥面振动数据信息进行计算分析，生成可视化数据信息。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求4～8任意一项的方法步骤。

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