基于激光投射傳感技術(shù)和智能手機(jī)的結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、對(duì)于土木工程建筑來(lái)說(shuō)，活荷載的變化、結(jié)構(gòu)本身的疲勞效應(yīng)、材料老化、環(huán)境的腐蝕效應(yīng)，以及人為因素等都可能給建筑物帶來(lái)毀滅性的災(zāi)害作用。而在全世界范圍內(nèi)，每年由于土木工程建筑被破壞導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失數(shù)不勝數(shù)。因此，確保建筑物的安全是人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全的重要保證。在過(guò)去的幾十年中，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的開(kāi)發(fā)和利用于世界各地的各種建筑物中。結(jié)合各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即可以用來(lái)評(píng)估建筑物的安全性和適用性，及

2、時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷，對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)并及時(shí)給與人們指導(dǎo)以遠(yuǎn)離可能帶來(lái)的災(zāi)難，也可以對(duì)結(jié)構(gòu)的修理，維護(hù)和管理的決策提供依據(jù)和指導(dǎo)，以此來(lái)提高建筑物的使用壽命，這都將會(huì)在很大程度上減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
　　在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的各個(gè)參數(shù)中，結(jié)構(gòu)位移是其中的熱點(diǎn)，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析極其有價(jià)值的原始數(shù)據(jù)，也是保證結(jié)構(gòu)在施工和使用中安全的重要監(jiān)測(cè)量。因此本文提出了幾種基于激光投射傳感技術(shù)以及智能手機(jī)的結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)方法，并進(jìn)行了一系列的探索研

3、究。主要工作如下:
　　1.首先研究了激光光斑的位移識(shí)別的方法，對(duì)激光光斑的識(shí)別原理和步驟做了詳細(xì)介紹。其次編寫(xiě)了激光光斑位移監(jiān)測(cè)軟件，并對(duì)軟件的使用方法進(jìn)行了細(xì)致的介紹，該軟件可以配合市售的工業(yè)相機(jī)對(duì)激光光斑進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。隨后進(jìn)行了一系列的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，此方法具有較高的監(jiān)測(cè)精度和速度。最后在鋼桁橋模型上進(jìn)行了橋梁跨中位移監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了本方法在實(shí)際工程中的適用性。
　　2.創(chuàng)造性的提出了使用

4、智能手機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)的想法，并將基于激光投射傳感技術(shù)的位移監(jiān)測(cè)方法移植到了智能手機(jī)上。在將標(biāo)定方法進(jìn)行優(yōu)化后，開(kāi)發(fā)了基于安卓系統(tǒng)的激光光斑位移監(jiān)測(cè)軟件D-Viewer。該軟件通過(guò)調(diào)用智能手機(jī)的攝像頭來(lái)監(jiān)測(cè)激光光斑。我們同樣做了一系列的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證D-Viewer的精確性，此外我們也在懸索橋橋梁模型上做了跨中的位移監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，D-Viewer可以作為一種便捷、快速、低成本，且具有較高精度的結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)方法。