基于DSP的激光一维动态位移测量系统设计

介绍了一维激光位移测量系统的基本原理，讨论了利用DSP来实现一维激光动态位移测量系统的方案，并设计了相应的硬件电路和软件流程图，实现了一维位移的动态测量。     

尾矿库安全检测监控预警系统的研究

通过分析尾矿库溃坝原理,确定尾矿库监控参数：库水位、坝体位移、浸润线、坝体视频。依据《尾矿库安全技术规程》的相关要求,通过调研河南省尾矿库具体情况,河南省安全科学技术研究中心确定了河南省尾矿库监测监控预警方案,研究开发了尾矿库安全检测监控预警系统。     

基于位移信号的高压断路器机械特性检测系统研究

高压断路器的机械特性为评价其动作性能提供有效的依据,故该文提出了一种利用断路器分合闸过程中动触头的位移信号来检测断路器机械特性的方法。根据断路器动作过程中动作机构的工作原理,该方法选择合适的位移传感器,通过FPGA对位移信号进行采集;然后对采集的存在噪声干扰位移信号进行小波去噪;最后通过辅助触点的状态变化来实现刚分(刚合)时间点的提取并实现断路器分合闸行程和速度的确定。     

用位移传感器测头发丝直径

利用幻灯片原理放大头发丝在屏上的投影,用朗威位移传感器测量出头发丝放大后投影的直径,利用计算得出的放大倍数和用朗威位移传感器测量放大投影直径时所生成的的时间—位移图像来获取头发丝的真实直径值。     

基于三通道融合的结构光中心条纹提取算法

实现坝体连接处永久缝的非接触式三维形变测量方法,对保障大坝安全运行具有重要的意义。结构光用来快速获取待测坝体拼接缝部位的表面形貌数据,并利用所获得数据对待测物体表面相貌的三维重构获得缝隙部位形变状态。由于结构光的光条中心提取精度易受噪声干扰,提出了一种三通道特征融合算法来提取条纹中心点。首先,利用方向梯度直方图、局部二值模式和Gabor函数得到三幅光条特征图像。然后,利用图像融合算法确定最终的特征图像。最后,用细化骨架的方法得到中心线。实验结果证明,相较于Steger算法,该方法的最大和平均列坐标差下降至2像素和0.069像素,且测量误差减小至0.114 mm。     

卡尔曼滤波在桥梁健康监测系统中的应用研究

针对传统的桥梁位移测量方法的不足,提出了采用双轴加速度传感器进行桥梁位移测量的原理和方法,即利用双轴加速度传感器能同时敏感两个互相垂直的方向上的加速度,从而经过有效的信号处理可获得桥梁的振动位移;讨论了低频噪声对桥梁位移测量的影响;提出以卡尔曼滤波原理为基础的信号处理方法来提高测量精度,抑制噪声,并得到两个方向的位移信息;仿真结果表明了本滤波方法的有效性。     

TSD型杆式水平位移计

该位移计可用于监测土石坝、高边坡以及隧洞围岩等内部位移，其测量范围达400m，变形观测时不需要在测量端施加张力，从而解决了高土石坝内部纵、横向水平位移观测时需要在坝体下游建造较大观测房的问题。     

基于大位移视点图像的单帧图像修复

提出一种基于大位移视点图像的单帧图像修复算法,利用大位移视点图像中的可见信息修补目标图像中的被遮挡或信息丢失区域.算法的关键在于如何转化大位移视点图像的可见信息为可用信息,以及如何利用得到的可用信息来有效地修补目标图像.在交互指定待修复的目标区域后,算法首先将所有图像分割为不同的平面场景区域,并基于图像匹配将大位移视点图像中的平面场景区域变换到当前视点.因此,其中的可见信息就可被直接使用.进而通过定义合适的修复和融合优先级函数,提出基于纹理合成和图像融合的图像修复算法,利用获得的可用信息来修补目标区域.修复区域和目标图像之间的鬼影现象使用Poisson图像融合算法来消除,以达到无缝的修复结果.实验结果表明,该算法能够修复较大的丢失信息区域中的结构和纹理信息,具有一定的实用价值.     

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析

尾矿库坝体存在溃坝危险,所以尾矿库是一座重大危险源,在国际灾害事故排名中位列第18位。可见,对尾矿库坝安全进行研究,并加强监管和监控,对于防止尾矿库事故的发生,保证尾矿库安全运行是极其重要。本文采用MIDAS岩土工程分析软件,对元江尾矿库的大坝进行三维静力稳定性分析,研究其在静力作用下的位移、应力变化规律,从而判定其稳定性。三维分析时大坝在正常工况和洪水工况下,在洪水工况下的安全系数均大于规范所规定的最小安全系数要求,即满足规范要求,坝体稳定。     

光电平台无角位移减振装置设计研究

光电平台是一种利用光电载荷实现目标探测与监视的光电系统,为了获得高质量的图像,设计了一套减振装置来减小振动对成像质量的影响,尤其是减小对图像质量影响较大的角振动.根据空间机构学原理和减振理论,尝试通过空间连杆机构来实现无角位移振动,分析了无角位移减振装置的减振机理,建立了无角位移减振装置仿真模型,计算了不同激励下无角位移减振装置的响应,并与目前普遍采用的隔振方案的角振动隔振效果进行了对比,角振动的隔振效果提高了2个数量级,实现了无角位移振动.分析结果显示无角位移减振装置原理正确,设计合理,能够满足无角位移振动的使用要求.     

局域网技术在GPS变形监测中的应用研究

如何对山体滑坡变形或建筑物等进行实时监测,是当前的一个研究热点。GPS技术以其连续性、实时性等优点,在变形监测中的应用越来越广泛。为了提高GPS变形监测系统的自动化程度,在监控中心与监测现场之间建立一个小型局域网,并开发局域网远程控制软件,实现GPS变形监测数据的自动采集与传输,解决了在监测现场人工操作不便的问题。     

基于MEMS加速度传感器的线阵式长跨度连续位移测量系统设计与实现

随着MEMS加速度传感器技术的发展与大规模应用,为多维度位移测量提供了技术手段.根据MEMS加速度传感器所具有的高精度、高可靠性等技术特点,设计了一种空间结构呈线阵分布规律的、由多个MEMS加速度传感器组成的长跨度位移传感器,为大坝、边坡等大型结构体的水平位移或沉降位移监测提供了一种全新的自动化测量系统.     

RTK技术在滑坡监测中的应用及系统设计

针对目前滑坡位移监测中的难点以及野外应用的要求,综合比较各类滑坡位移监测方法和现有的监测系统,基于动态差分GPS算法,结合GPRS无线传输网络,设计了一种低成本的滑坡位移实时监测系统。利用安置在滑坡监测现场的两台低价位GPS接收机,将检测到的原始数据通过无线网络传输至监控中心,然后在计算机上作差分解算,实时计算出基线长度并显示其变化曲线。试验结果表明,系统测量精度能够满足滑坡监测的要求,且具有无人值守的优点。     

基于GSM短信技术的大坝安全监测系统设计

有线介质传输网络存在架设及运营费用高、可扩展性差等问题,制约了大坝安全监测系统的推广与应用。设计一种基于GSM短信技术的大坝安全监测系统,主要由无线传感器网络、GSM短信中心和监测中心3部分组成,利用多线程技术,实现监测中心与网关之间实时双向短信通信。试验表明:该监测系统传输时延小,传输质量稳定可靠。     

Multi-kernel optimized relevance vector machine for probabilistic prediction of concrete dam displacement

The observation data of dam displacement can reflect the dam’s actual service behavior intuitively. Therefore, the establishment of a precise data-driven model to realize accurate and reliable safety monitoring of dam deformation is necessary. This study proposes a novel probabilistic prediction approach for concrete dam displacement based on optimized relevance vector machine (ORVM). A practical optimization framework for parameters estimation using the parallel Jaya algorithm (PJA) is developed, and various simple kernel/multi-kernel functions of relevance vector machine (RVM) are tested to obtain the optimal selection. The proposed model is tested on radial displacement measurements of a concrete arch dam to mine the effect of hydrostatic, seasonal and irreversible time components on dam deformation. Four algorithms, including support vector regression (SVR), radial basis function neural network (RBF-NN), extreme learning machine (ELM) and the HST-based multiple linear regression (HST-MLR), are used for comparison with the ORVM model. The simulation results demonstrate that the proposed multi-kernel ORVM model has the best performance for predicting the displacement out of range of the used measurements dataset. Meanwhile, the ORVM model has the advantages of probabilistic output and can provide reasonable confidence interval (CI) for dam safety monitoring. This study lays the foundation for the application of RVM in the field of dam health monitoring.

     

GPS多天线数据采集与控制系统

针对常规GPS应用中成本较高的问题，文中研究了GPS多天线数据采集与控制系统，实现了一机对多点的监测。实验和实际应用表明，该系统对GPS信号的衰减，GPS测量精度几乎没有影响。该技术使得GPS监测局部区域人工和自然结构形变（如大坝，建筑等）的监测费用大大降低，具有重要的实用价值。     

基于GPS/GPRS的环境监测终端的研究与设计

介绍了一种基于GPS全球定位技术以及GPRS无线数据传输技术,能够完成实时定位和远程无线数据传输的环境监测终端的总体设计方案;系统的硬件平台采用ARM嵌入式处理器AT91SAM9261作为主控芯片,在其上移植了嵌入式Linux作为操作系统;具体说明了终端的总体设计以及主要模块的软硬件设计,并选用主流GUI开发框架Qt完成应用程序的设计;实际应用表明,该系统具有性能稳定,可靠性高,成本低,系统扩展性强等特点,能满足大多数应用场合的需要。     

高精度GPS形变监测系统在电力杆塔监测中的应用

高精度GPS形变监测系统可对地质沉降进行精确测量,因此在工程上得到了广泛的应用。由于长期地下采空,导致地质沉降和山体滑坡,致使甘肃兰州窑街段的输电电力铁塔发生了形变,需要对其形变趋势及时进行监测和预警。文中以迭代卡尔曼滤波原理为模型,设计了高精度GPS形变监测系统,实现对电力杆塔及其周边地质情况的实时监测,并从监测数据结果中分析形变和抖动趋势,保证电力系统的安全可靠工作。     

基于Zig Bee技术的大坝安全监测WSNs节点设计

针对无线传感器网络(WSNs)在大坝安全监测中的需求,结合大坝安全监测传感器网络和ZigBee技术的特点,提出一种基于射频芯片CC2430的WSNs大坝安全监测系统解决方案。简要介绍了传感器网络体系结构,重点阐述了其网络节点的硬件设计和软件设计。并在实验室环境下搭建了一个簇-树型传感器网络,对传感器网络进行了测试并对节点进行了标定。实验表明:节点采集传感器数据准确,在实验室环境下数据传输可靠、准确,数据丢失率为0。     

一种融合GPS信息的手机流媒体通信和传输系统

针对目前智能手机定位监控和实时视频指挥系统分散无法整合的问题,在Android平台上提出一种融合GPS定位数据基于无线网络的流媒体通信架构。采用H.264格式和基于RTP/RTCP协议进行流媒体的压缩、分包和管理,把GPS定位等复合信息存储在RTP扩展包内与音频数据组包传输,智能终端既能完成视频通话也能同步传输和展示GPS定位信息。实践证明融合GPS信息对音视频传输延迟影响小、集成度高,并可扩展融合图片和文字数据,应用广泛。