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

1、對于土木工程建筑來說，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產(chǎn)安全的重要保證。在過去的幾十年中，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的開發(fā)和利用于世界各地的各種建筑物中。結(jié)合各種無損檢測技術(shù)，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)即可以用來評估建筑物的安全性和適用性，及

2、時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷，對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進行預(yù)測并及時給與人們指導(dǎo)以遠(yuǎn)離可能帶來的災(zāi)難，也可以對結(jié)構(gòu)的修理，維護和管理的決策提供依據(jù)和指導(dǎo)，以此來提高建筑物的使用壽命，這都將會在很大程度上減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。
　　在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的各個參數(shù)中，結(jié)構(gòu)位移是其中的熱點，是進行結(jié)構(gòu)分析極其有價值的原始數(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)以及智能手機的結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測方法，并進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別的方法，對激光光斑的識別原理和步驟做了詳細(xì)介紹。其次編寫了激光光斑位移監(jiān)測軟件，并對軟件的使用方法進行了細(xì)致的介紹，該軟件可以配合市售的工業(yè)相機對激光光斑進行位移監(jiān)測。隨后進行了一系列的靜態(tài)和動態(tài)位移監(jiān)測實驗，結(jié)果表明，此方法具有較高的監(jiān)測精度和速度。最后在鋼桁橋模型上進行了橋梁跨中位移監(jiān)測實驗，通過這個實驗證明了本方法在實際工程中的適用性。
　　2.創(chuàng)造性的提出了使用

4、智能手機進行結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測的想法，并將基于激光投射傳感技術(shù)的位移監(jiān)測方法移植到了智能手機上。在將標(biāo)定方法進行優(yōu)化后，開發(fā)了基于安卓系統(tǒng)的激光光斑位移監(jiān)測軟件D-Viewer。該軟件通過調(diào)用智能手機的攝像頭來監(jiān)測激光光斑。我們同樣做了一系列的靜態(tài)和動態(tài)位移監(jiān)測實驗來驗證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)測實驗。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)測方法。