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原文传递链式激光基准桥梁挠度监测系统

论文题名：	链式激光基准桥梁挠度监测系统
关键词：	大跨度桥梁;链式激光基准;GPS同步;光斑中心定位;误差分析校正
摘要：	随着大跨度桥梁数量逐年增加，人们对桥梁结构安全也越来越重视。桥梁挠度是评价桥梁结构安全的一项重要指标，为此桥梁工程检测人员提出了很多行之有效的挠度测量方法。由于当前的大跨度桥梁挠度测量技术仍然存在着无法实时测量、动态测量、测量精度低等不足。因此，本文设计研发出适用于大跨度桥梁挠度监测系统，以期获得实时、动态、高精度监测数据。　　论文在对大跨度桥梁梁体受力挠变机理和特征分析研究的基础上，提出了一种链式多点激光挠度检测系统方案。论文以大跨桥梁体挠度检测为研究对象，针对链式多点挠度激光检测系统的模型、原理，测点的激光位移解算方案、硬件设计与实现、光斑图像处理算法研究与程序设计、原理样机的搭建及成像系统标定、数据监测平台设计等关键技术进行研究，设计研发了能够满足长期在线测量的高精度桥梁挠度自动监测系统，对桥梁检测有重要的理论意义和实用价值。　　本文首先研究了大跨度桥梁挠变理论并建立数学模型，提出一种基于链式激光基准和图像处理的多点挠变参数检测模型与误差解决方案，利用MATLAB对模型进行仿真分析验证了改进模型的有效性。接着，针对链式检测模型进行系统硬件设计，包括基准站与监测站硬件器件选型和电路设计，并通过研究GPS同步授时技术，实现监测站数据的同步采集，保证了链式解算结果的准确性。其次，根据系统需求进行软件功能设计，并详细介绍基于TMS320C6748处理器的光斑图像处理算法，可快速得出光斑中心坐标。然后，对系统测量精度影响因素进行分析，针对温度、激光入射角度、光路距离引起的系统误差进行校正，以此保证系统测量精度，提高系统的鲁棒性。最后，搭建系统原理样机，进行成像测量系统参数标定实验。标定完成后，将原理样机安装在室外搭建的位移平台上进行大量的系统可行性与精度验证实验。与此同时，设计出Web端智能数据监测平台，可以将系统检测数据发送至云服务器平台，实现大跨度桥梁挠度的实时、智能、精准监测。
作者：	王鹏雁
专业：	控制工程
导师：	王会峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2022