基于无人机平台和深度学习的复杂背景下索力快速测试方法

    公开(公告)号:CN111259770B

    公开(公告)日:2023-11-14

    申请号:CN202010031878.7

    申请日:2020-01-13

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 张成 田永丁

    Abstract: 本发明公开了一种基于无人机平台和深度学习的复杂背景下索力快速测试系统及方法,包括如下步骤:图像采集、图像预处理、位移计算、频谱分析与索力计算。本发明考虑到拉索边缘直线单元特征较少,难以实现精确高效的直线匹配,创新性地将深度学习方法应用到拉索识别,巧妙解决拉索边缘直线匹配的难题,具有更高的鲁棒性,由于在图像采集过程中存在无人机自身扰动的影响,傅里叶频谱的低频部分存在较多杂频,无法识别拉索基频,本发明方法提出通过模态阶数识别方法识别频谱中高阶峰值对应的频率阶数,进而利用高阶频率差值与索基频的关系计算索力。本发明能够有效地实现复杂背景下索力非接触式测量,在城市内部桥梁的检测监测中具有广大的应用前景。

    一种基于无人机平台和深度学习的复杂背景下索力快速测试系统及方法

    公开(公告)号:CN111259770A

    公开(公告)日:2020-06-09

    申请号:CN202010031878.7

    申请日:2020-01-13

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 张成 田永丁

    Abstract: 本发明公开了一种基于无人机平台和深度学习的复杂背景下索力快速测试系统及方法,包括如下步骤:图像采集、图像预处理、位移计算、频谱分析与索力计算。本发明考虑到拉索边缘直线单元特征较少,难以实现精确高效的直线匹配,创新性地将深度学习方法应用到拉索识别,巧妙解决拉索边缘直线匹配的难题,具有更高的鲁棒性,由于在图像采集过程中存在无人机自身扰动的影响,傅里叶频谱的低频部分存在较多杂频,无法识别拉索基频,本发明方法提出通过模态阶数识别方法识别频谱中高阶峰值对应的频率阶数,进而利用高阶频率差值与索基频的关系计算索力。本发明能够有效地实现复杂背景下索力非接触式测量,在城市内部桥梁的检测监测中具有广大的应用前景。

    一种桥梁人致冲击荷载光学测量方法及其快速测试系统

    公开(公告)号:CN108458847A

    公开(公告)日:2018-08-28

    申请号:CN201810004467.1

    申请日:2018-01-03

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种桥梁人致冲击荷载光学测量方法及其快速测试系统,包括如下步骤:图像采集、行人跳跃时竖向速度信息计算、行人竖向跳跃时的加速度信息计算、人致动态冲击荷载估算和结构参数识别及性能评估。本发明基于高速相机非接触式测量的人致冲击荷载的测试方法,不同于传统的基于人工激励装置的冲击振动测试,本发明的测试方法直接将步行天桥的行人荷载作为激励源,可以更加方便快捷的实现城市步行桥梁的冲击振动测试,同时基于测量的人致动态冲击荷载,可以实现结构深层次参数识别,能够切实有效的实现结构性能评估。

    一种基于温度改变的桥梁快速测试与评估方法

    公开(公告)号:CN107389285A

    公开(公告)日:2017-11-24

    申请号:CN201710455021.6

    申请日:2017-06-16

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 田永丁

    CPC classification number: G01M5/0008 G01M5/0033 G01M5/0066

    Abstract: 本发明公开了一种基于温度改变的桥梁快速测试与评估方法,通过设置在桥梁上的传感器对桥梁结构在不同温度条件下的结构动力响应进行采集,利用动力信号分析方法识别桥梁结构在不同温度条件下的基本动力特性参数,并将其代入振型缩放系数与外界温度条件以及动力参数之间的映射关系中,得到桥梁结构的振型缩放系数以及不同温度条件下的位移柔度矩阵深层次参数,从而预测结构在任意静力荷载下的变形、进行损伤识别以及进行结构长期性能研究,本发明克服了传统冲击振动测试需要人工激励装置以及封闭交通的缺点,同时克服了现有环境振动测试方法不能有效支持桥梁结构安全评估的缺点,具有测试时间少,不需要封闭交通,精度高以及抗噪音能力强的优点。

    一种基于无人机平台的非接触式索力测试系统

    公开(公告)号:CN111044197B

    公开(公告)日:2021-06-11

    申请号:CN201911028067.5

    申请日:2019-10-25

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 张成 田永丁

    Abstract: 本发明公开了一种基于无人机平台的非接触式索力测试系统及其方法,包括如下步骤:图像采集、位移计算、频谱分析、索力识别。本发明基于无人机平台的非接触式索力测试方法,结合无人机的机动性优势可以实现大跨桥梁索力快速测试。不同于传统的特征匹配方法,本发明的测试方法利用直线检测方法计算拉索的振动位移,不需要调整任何参数,具有更高的鲁棒性,针对利用无人机采集图像过程中存在的基点扰动,本发明利用斜拉索/吊杆上相邻两点相对位移来增强高阶模态峰值,进而利用高阶模态频率差与索振动基频之间的关系来间接计算斜拉索/吊杆的索力。本发明能够切实有效地实现索力快速测量,在悬索桥、斜拉桥等的检测监测中具有广大的应用前景。

    一种桥梁人致冲击荷载光学测量方法及其快速测试系统

    公开(公告)号:CN108458847B

    公开(公告)日:2019-11-12

    申请号:CN201810004467.1

    申请日:2018-01-03

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种桥梁人致冲击荷载光学测量方法及其快速测试系统,包括如下步骤:图像采集、行人跳跃时竖向速度信息计算、行人竖向跳跃时的加速度信息计算、人致动态冲击荷载估算和结构参数识别及性能评估。本发明基于高速相机非接触式测量的人致冲击荷载的测试方法,不同于传统的基于人工激励装置的冲击振动测试,本发明的测试方法直接将步行天桥的行人荷载作为激励源,可以更加方便快捷的实现城市步行桥梁的冲击振动测试,同时基于测量的人致动态冲击荷载,可以实现结构深层次参数识别,能够切实有效的实现结构性能评估。

    基于车桥耦合振动的车辆与结构信息同时识别方法

    公开(公告)号:CN109858156A

    公开(公告)日:2019-06-07

    申请号:CN201910099466.4

    申请日:2019-01-31

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 王琳 田永丁

    Abstract: 本发明专利公开了一种基于车桥耦合振动的车辆与结构信息同时识别方法,利用桥梁上布设的传感器分别采集结构环境振动响应数据及结构跑车振动响应数据,通过模态算法分别识别结构的基本模态参数和时变模态参数,将其代入到结构振型缩放系数与模态参数和车辆参数的映射参数方程中,利用不同时刻时变模态参数可以计算车辆参数,进而得到结构振型缩放系数,通过振型缩放系数可以重构结构位移柔度矩阵深层次参数,进而预测结构在任意静力荷载下的位移,对结构当前安全状态进行评估,本发明方法能够仅从结构振动响应中识别车辆参数和结构参数,具有试验方便、耗时短、精度高的优点,适用于路网众多桥梁的安全评估。

    仅利用输出响应的结构动静态参数不确定性定量分析系统

    公开(公告)号:CN110750875B

    公开(公告)日:2022-11-15

    申请号:CN201910915429.6

    申请日:2019-09-26

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种仅利用输出响应的结构动静态参数不确定性定量分析系统,基于快速贝叶斯方法和质量改变方法对结构的动静态参数的不确定性进行定量计算。针对某一共振频率带的单个模态,通过四维的数值优化问题的求解得到模态参数的最佳估计和协方差矩阵;通过一阶摄动分析,可得振型缩放系数、质量归一化振型、柔度矩阵和预测位移的协方差矩阵;进一步能够计算位移振型、柔度矩阵和挠度的置信区间。本发明仅使用环境振动数据,不需要进行昂贵的人工激励作用和荷载输入测量,达到和输入输出思想下一样的结构详细动力特征识别的独特优点,具有测试时间少,无需封闭交通,测试精度高及抗噪音能力强的特点,有广泛应用于实际桥梁性能评估的良好前景。

    一种基于车桥耦合系统时变动力特征改变的桥梁快速测试与评估方法

    公开(公告)号:CN109357822B

    公开(公告)日:2021-06-01

    申请号:CN201810915080.1

    申请日:2018-08-13

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 田永丁

    Abstract: 本发明公开了一种基于车桥耦合系统时变动力特征改变的桥梁快速测试与评估方法,本发明方法,通过布置在桥梁上的传感器采集结构在移动车辆下的振动响应,利用变分模态分解方法识别车桥耦合系统的时变动力特征参数,然后,将其代入振型缩放系数与车辆参数及时变动力特征之间的映射关系中,便可以计算得到结构的振型缩放系数和位移柔度矩阵深层次参数,从而预测结构在任意静力荷载下的变形和进行基于位移柔度矩阵的结构损伤识别。本发明方法具有从仅有输出的振动响应中识别结构深层次参数进而实现结构性能评估的优点,并且具有所需试验成本低、测试时间短和识别精度高的特点,有广泛应用于国家公路网上众多桥梁安全评估的广阔前景。

    一种基于车桥耦合系统时变动力特征改变的桥梁快速测试与评估方法

    公开(公告)号:CN109357822A

    公开(公告)日:2019-02-19

    申请号:CN201810915080.1

    申请日:2018-08-13

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 张建 田永丁

    Abstract: 本发明公开了一种基于车桥耦合系统时变动力特征改变的桥梁快速测试与评估方法,本发明方法,通过布置在桥梁上的传感器采集结构在移动车辆下的振动响应,利用变分模态分解方法识别车桥耦合系统的时变动力特征参数,然后,将其代入振型缩放系数与车辆参数及时变动力特征之间的映射关系中,便可以计算得到结构的振型缩放系数和位移柔度矩阵深层次参数,从而预测结构在任意静力荷载下的变形和进行基于位移柔度矩阵的结构损伤识别。本发明方法具有从仅有输出的振动响应中识别结构深层次参数进而实现结构性能评估的优点,并且具有所需试验成本低、测试时间短和识别精度高的特点,有广泛应用于国家公路网上众多桥梁安全评估的广阔前景。

Patent Agency Ranking