[發明專利]橋梁索力高精度動態測量方法、裝置和計算機設備

有效

• 申請號: 202011558907.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112597577B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 王建;周智敏;黃曉濤;李悅麗;范崇祎;安道祥;金添;辛勤;陳樂平;馮東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/17;G06F30/20;G06T7/00;G06T5/00;G06F119/14
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種橋梁索力高精度動態測量方法，其特征在于，所述方法包括：

利用雷達傳感器獲取橋梁拉索的拉索形變數據；

將橋梁拉索劃分為多個子段，根據所述拉索形變數據和所述多個子段，構建時域矩陣；

利用正弦幅度相位估計方式對所述時域矩陣進行時域分析，得到頻域圖像；

從所述頻域圖像中提取基頻，根據所述基頻計算索力大小；

將橋梁拉索劃分為多個子段，根據所述拉索形變數據和所述多個子段，構建時域矩陣，包括：

根據預先設置的頻率范圍、頻率分辨間隔、時間片長度以及時間片重疊量，將橋梁拉索劃分為多個子段，根據所述拉索形變數據和所述多個子段，構建時域矩陣；

所述利用正弦幅度相位估計方式對所述時域矩陣進行時域分析，得到頻域圖像，包括：

構建每一根橋梁拉索對應的形變模型為：

其中，ω_k為輸入信號頻率，α_k為復值頻譜幅度，c_n表示噪聲和干擾；

設置最優M階濾波器向量為：

h(ω_k)＝[w₀,w₁,…w_M-1]^T

其中，M小于等于N，N表示時間片長度，

對如下優化函數進行尋優：

滿足:h^Ha_M(ω_k)＝1

其中，y(l)＝[s(n_i+l)，s(n_i+l+1)，…，s(n_i+l+M-1)]^T，()^H表示復數向量共軛轉置運算，h表示最優M階濾波器向量h(ω_k)；

根據尋優結果，得到ω_k頻點處的最優濾波器向量h_APES和頻譜幅度α(ω)為：

其中，表示輸入形變的傅里葉變換頻率響應，L＝N-M+1，Q＝R-g(ω_k)g^H(ω_k)表示數據的噪聲協方差矩陣，

根據時域矩陣中每個頻點的頻率響應，得到頻域圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在利用雷達傳感器獲取橋梁拉索的拉索形變數據之后，所述方法還包括：

利用高通濾波方式濾除所述拉索形變數據中的直流偏置分量和低頻噪聲。

3.根據權利要求1至2任一項所述的方法，其特征在于，所述從所述頻域圖像中提取基頻，根據所述基頻計算索力大小，包括：

從所述頻域圖像中提取基頻，將所述基頻作為兩路輸出，其中一路輸出用于反饋進行時頻分析，另一路輸出所述基頻計算索力大小。

4.根據權利要求1至2任一項所述的方法，其特征在于，從所述頻域圖像中提取基頻，根據所述基頻計算索力大小，包括：

通過對所述頻域圖像中的波峰進行搜索，得到頻譜峰值列表；

根據波峰對應基頻的關系，確定基頻的初步估計值；

根據不同橋梁拉索之間的相同干擾頻率和誤差，確定基頻；

根據所述基頻計算索力大小。

5.根據權利要求1至2任一項所述的方法，其特征在于，從所述頻域圖像中提取基頻，根據所述基頻計算索力大小，包括：

從所述頻域圖像中提取基頻，根據所述基頻計算索力大小為：

其中，W表示拉索單位質量，L表示拉索長度，ω₀表示基頻，F表示索力。