桥梁工程中非接触位移测量技术研究综述

系统总结了视觉测量、微波雷达与激光测振这3种非接触位移测量技术的测量方法、测量原理与工程应用影响因素,阐述了非接触位移测量技术在桥梁工程动位移测量、模态识别、索杆张力测试中的创新成果,探讨了非接触位移测量面临的关键挑战与后续研究发展方向。分析结果表明：非接触位移测量方法能够实时获取桥梁结构动位移、自振频率、模态振型等信息,测试精度受硬件、算法、测量距离和环境条件等多重因素影响;视觉测量技术易低成本实现面内多目标位移的实时测量,但对环境条件变化较为敏感,且一般应设置靶标,适用于短距离长期或远距离短期情形下的位移监测;微波雷达具有抗天气干扰能力强、测量距离远(可达2 km)、成本可接受、全天候全天时工作、可长期监测等特点,一般也需设置角反射器提高径向位移测试精度;激光测振技术具有微米级位移测量精度,且抗电磁干扰能力强,但难以实现远距离多点同步测量,穿透性较差,易受天气影响,且设备昂贵,适用于短期径向位移监测;应针对桥梁结构监测时长、测量距离、环境条件、单(多)点监测需求、测量精度要求等的不同,选用合适的非接触测量方法;未来可通过提高硬件系统性能提升远距离多点同步测试能力,发展各种自适应环境...     

关于苏通大桥墩身施工测量的精度分析

在大型桥梁施工中,墩身的施工测量精度要求较高,本文就墩身施工测量中的极坐标法放样墩身模板的精度及测距三角高程法进行墩顶高程控制的精度、墩身轴线的定位精度以及对桥轴线加密控制网点的必要精度进行了精度分析与探讨.     

关于苏通大桥墩身施工测量的精度分析

在大型桥梁施工中,墩身的施工测量精度要求较高,本文就墩身施工测量中的极坐标法放样墩身模板的精度及测距三角高程法进行墩顶高程控制的精度、墩身轴线的定位精度以及对桥轴线加密控制网点的必要精度进行了精度分析与探讨.     

干扰对FMCW雷达测量精度的影响研究

搭建基于调频连续波雷达测距精度分析的实验平台,用于研究雷达在对钢板的检测过程中环境干扰对调频连续波雷达系统测量精度的影响.采用中心频率为77GHz、带宽为7GHz的调频连续波雷达(FMCW)系统,对雷达的调频连续波测距原理进行推导,通过采集实际雷达系统的测量数据,提取目标距离信息,分析系统的距离测量精度.并在雷达与目标之间增加干扰,如雾气、水滴等,分析环境变化对该雷达系统的测距精度影响.该研究可为雷达系统的开发提供前期验证,也可为雷达系统各项参数的修正及优化提供参考依据.     

实现道路驾驶技能考试自动化的技术基础

实现驾驶人实际道路考试的自动化,需要采集驾驶人、考车及周边静态物体、动态物体的各种参数,仅使用传统的传感检测技术难以满足要求.载波相位实时动态差分(RTK)GPS定位技术、超声波动态测距技术和驾驶人视线方向视频检测技术是三种新的检测技术,可大大提高实际道路考试的自动化检测率,提高整个实际道路考试系统的自动化考试程度,且能保证考试要求的检测精度和实时性要求.     

自动液位监控系统的设计

结合工业生产和生活中的实际问题,以STC89C52单片机为核心,通过外围硬件电路达到液位监控的目的.该系统主要是实时监测液位变化并进行显示输出.此外,系统在液位不满足要求的情况下,实现自动注水或放水,保证系统的水位在规定的范围内.本设计的液位显示通过LCD1602实现,液位测量部分使用了超声波测距模块,分辨率高,且为非接触式测量,抗干扰能力强.而对于液位的控制部分主要通过C语言编程来实现,同时增加了液位报警功能.     

基于机器视觉的钢轨轨头非接触测量精度研究

采用基于机器视觉的三角测距原理和光取断面法,开发出将廓形上的激光点进行空间坐标转换的算法,消除了已有方法中借助标定板计算所带来的误差和操作的复杂性,提高了钢轨动态测量的精度和效率.开发了非接触式钢轨检测装置.通过对60轨打磨后轨廓的测量结果与标准廓形的分析比对,验证了开发系统的精度和性能.     

柱状构筑物垂直度非接触检测方法及其精度分析

针对无明显特征点的柱状构筑物垂直度测量困难的问题,提出了一种全站仪非接触投影法.利用非接触的方法切准待测目标的外轮廓,测量其水平方向角和竖直角,依据测角度推算水平偏移量和倾斜率,并根据最小二乘原理分析了其测量精度.分析结果表明:仪器至立柱距离小于40 m,至所测断面中心的水平角小于1°时,水平偏移量中误差优于±2 mm,同时,竖直角在5~45°范围时,倾斜率测量中误差优于±0.4‰,完全满足检测精度要求.     

基于故障阻抗计算的非同步故障测距新方法

为了解决双端电气量测量非同步产生的故障测距误差问题,提出基于故障阻抗计算的非同步故障测距新方法。该方法采用集中参数短线模型,首先利用双端非同步电气量和线路参数计算故障阻抗,然后基于金属性短路故障阻抗的纯电阻性采用共轭法构造出关于故障距离的一元二次方程,最后求解并判别伪根得到真实故障距离。双端量法测距在原理上克服了故障电阻和系统运行方式变化的影响。仿真与数值计算结果表明提出的新方法可靠有效,能消去非同步角的影响,具有良好的测距精度,适用于各种金属性短路故障类型,工程实际应用价值高。     

现代汽车的测距技术与应用

超声波一般指频率在20kHz以上的机械波，超声波测距的原理是利用测量超声波发射脉冲和接收脉冲的时间差，再结合超声波在空气中传输的速度来计算距离。超声波测距原理简单，成本低、制作方便。超声波的特点是对雨、雾、雪的穿透性较强、衰减小，因此可以在雨、雾等恶劣天气下工作。但其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性，这是因为超声波的传输速度相对较慢，当汽车在高速公路上以每小时上百公里的速度高速行驶时，使用超声波测距无法跟上车距的实时     

反求工程中点云数据的获取

反求工程CAD建模数据点的获取技术,是利用相应的测量设备或扫描设备对测量对象进行测量或扫描,以形成产品三维实物模型的技术。目前使用最广泛的是光学测量法。该方法是一种非接触式方法,采用这种方法可进行全场测量,也可以逐点、逐线扫描测量。为了能够快速而准确地反映被测物体的面型特征,采用线扫描测量法。此方法的测量精度比投影光栅全场测量法高,测量速度比点扫描法快。     

GPS技术在列车中的应用

介绍了GPS（全球定位系统）的技术组成，分析了GPS实时定位技术应用于铁路列车的可行性。研究了基于车辆智能导航与监控的GIS电子地图系统，对电子地图软件的设计与实现等相关问题进行了探讨。     

基于路面指纹的高精度车辆定位

车辆定位广泛使用基于视觉的定位方法,针对前视图像或侧视图像易受到周围环境的影响且定位过程中需要遍历匹配地图图像导致耗时较长的问题,本文提出一种基于俯视路面图像的表征模型--路面指纹.路面指纹包含GPS(Global Positioning System),路面特征和图像特征点.该模型通过卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)结合连通区域识别待定位图像的路面特征信息,利用路面特征信息对GPS初定位筛选的地图节点进一步筛选从而提高定位效率.分别在路面特征信息密集和稀疏的路段下进行实验,实验结果表明,通过引入路面指纹使定位耗时减少20.3%,平均定位误差为47.4 mm.该方法能提高定位效率并实现高精度车辆定位.     

城市快速路车速离散特征及其影响因素研究

车速离散性是影响城市快速路运行效率与安全的重要特征指标.本文采用上海车牌识别系统采集的个体车速数据,使用车速方差作为特征指标,在随机基本图框架下对车速离散特征及其影响因素进行分析.通过比较发现,个体车速方差较集计车速方差数值偏大,整体稳定于5~15 km/h;随密度增大而小幅下降,可分为稳定型、递减型、抛物线型和集群型4类. 通过建立多元线性回归模型辨识了车速离散的主要影响因素,包括车道数和匝道类型等.本文拓展了交通流基本图理论,对提升城市快速路安全和效率有借鉴意义.     

路面平整度评价指标IRI的影响因素

研究了路面平整度标准评价指标——国际平整度指数(IRI)的计算模型和求解方法,找出了影响IRI精度的主要因素;利用数值模拟定量分析了位移传感器精度、数据采样间隔、评价距离、检测方向和检测车速等对IRI的影响。得出结论:提高位移传感器精度、减少数据采样间隔,可以较大提高IRI的测量精度;检测车速越接近理想车速,IRI测量精度越高;检测方向对IRI测量精度产生影响,但其影响较小。     

基于LabVIEW的数字转速仪

介绍虚拟数字转速仪的硬件设计和软件设计.该系统不仅实现了转速的非接解式测量,而且其精度高、抗干扰能力强,具有较好的应用价值.     

基于深度数据的车辆目标检测与跟踪方法

现有基于几何特征的目标检测与跟踪方法误检率较高,目标跟踪过程中的漏检易导致错误的目标关联.针对这些问题,本文提出了一种基于激光雷达(LiDAR)深度数据的车辆目标检测与跟踪方法.根据激光雷达深度数据特性,采用一种基于栅格的参数自动化聚类(PAG) 算法对原始数据进行处理,并在每个聚类中提取目标线段,获取目标特征.在此基础上对车辆目标进行识别,并计算得到目标的位置信息.采用卡尔曼滤波算法,制定滤波器管理策略,完成目标关联及状态估计.最后利用装备有一个前向激光雷达的实验车辆对提出的方法进行验证. 实验结果表明,本文提出的方法可准确识别并跟踪多个车辆目标,避免错误的目标关联.     

基于纹理不变性的车辆阴影处理方法

由于视频蕴含丰富的信息，视频监控与检测技术在ITS中应用得越来越广泛．视频测量交通参数，需要从序列图像分割出车辆．车辆分割面临的一个难点就是检测与车辆连在一起的阴影．由于阴影在很多特性上与车辆一致。阴影经常被当成车辆一部分，影响车辆分割的稳定性与准确性．一般地，路面与车辆在纹理结构上存在较大的差异．文中推导了纹理在光照变化情况下的一种不变特性——极点分布，并提出了一个基于极点分布不变性的车辆阴影检测算法．这种算法能够精确地检测视频图像车辆的阴影，检测出因各种原因被误为车辆的路面，检测出车灯照射产生的路面亮斑，从而为车辆的精确分割和交通参数测量创造有利条件．     

车辆姿态测量仪表的设计

设计了车辆姿态测量仪表系统,系统使用多传感器组合的方法测量车辆的姿态信息。主要包括倾角测试模块、方位夹角测试模块、海拔气压测试模块、时钟显示模块。所设计的姿态仪表能够直接测量当地的气压、海拔、车辆行走方位、汽车行走过程中的前后左右的倾角、系统实时时间等。该测量仪表能直接接在汽车的电源和点火开关上即可使用,安装十分方便,经过实际的装车试验,该测量仪表针对外界环境的变化,传感器能迅速的采集信号,液晶能实时的刷新显示,系统运行稳定,并具有很高的测量精度。     

数字式侧滑仪

汽车侧滑仪是检测机动车辆安全技术指标的有力工具,具有精度高、速度快、体积小、造价低、稳定可靠等特点.有关该仪器的检测原理、硬件结构以及软件配置的介绍,可为其合理使用提供理论依据.