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基于机器视觉的桥梁自动监测系统研究
| 论文题名： | 基于机器视觉的桥梁自动监测系统研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;自动监测;系统设计;机器视觉 |
| 摘要： | 随着国民经济持续快速的发展，桥梁建设进入了辉煌的时期，桥梁健康监测也随之成为研究热点，机器视觉与无线通讯技术的飞速发展给桥梁监测带来了新的发展机遇。因此，本文设计了一套基于机器视觉的无线自动监测系统，实现对桥梁应变、裂缝、位移、索力的长期监测。主要完成了以下工作: 1、对监测端的各种硬件设备进行设计，实现了系统监测设备的无线采集功能;在无线路由器中移植嵌入式OpenWrt系统以及MJPG-streamer等软件，并根据MJPG-streamer的工作原理、Web服务器访问原理、无线路由器映射原理，对MJPG-streamer和OpenWrt系统进行编程设计，实现了监测端的实时采集与远程无线传输。 2、监控端以LABVIEW作为系统的总控平台，通过调用硬件与软件，并结合LABVIEW的函数功能进行编程，设计了包含选择监测方向的登录模块，以及远程图像预览、计算区域手动选择、循环采集照片、实时计算、数据可视化、自动报警等模块，实现了系统监控端的各项功能。 3、根据图像相关法以及亚像素插值与最小二乘法，在MATLAB中进行算法编程与数据可视化编程，并将其导入到系统的计算模块，完成对全场应变监测子系统的设计;针对桥梁实际监测，提出了监测方案，并将该系统应用于框架模型试验中，得到了全场应变数据。 4、运用图像处理技术，提取裂缝宽度参数，利用MATLAB编程实现该过程并将其导入到系统的计算模块，完成对裂缝宽度监测子系统的设计;针对桥梁实际监测，提出了工形以及直线与圆形相结合的电动导轨现场布设方案，解决了主梁与墩柱部位检测不便、劳动强度大、漏检、无法长期监测等问题，并将该系统应用于带裂缝的混凝土模型试验中，得到了裂缝宽度数据。 5、提出了多光斑中心定位算法、消除环境振动与变焦距影响的标定公式，引入了频率法计算索力，利用MATLAB编程实现该算法后，将其嵌入到子系统中，完成对位移监测子系统的设计;针对桥塔、拉索、主梁、桥墩远距离位移监测，提出了现场布设方案，解决了采集装置布设问题;最后将该系统应用于监测三种直径的缩尺钢索在不同拉力下的振动，验证了该系统的监测效果。 |
| 作者： | 钱程 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 蒋明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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