链式相机结构的路基沉降检测系统研究
发布时间：2022-07-14 09:47
在铁路、桥梁、公路等基础设施的长期服役过程中,由于受到外载荷的作用这些工程结构可能会发生沉降,产生安全隐患。目前路基沉降检测一般采用传统的接触式检测方法,这些检测方法都存在测量精度较低、无法实现连续检测的缺点。本课题旨在研制一款基于链式相机结构的路基沉降检测系统,实现道路、桥梁等工程结构非接触、高精度、快速沉降检测。针对道路、桥梁等大尺度工程结构特征,基于链式相机网络结构的路基沉降检测方法,能够实现长跨度、高精度、快速、多点长时间沉降检测需求。建立链式网络结构的沉降检测模型,提出模型的假设和约束条件,推导链式结构中所有检测点沉降位移的计算公式,从理论上验证了链式相机网络结构实现路基沉降检测的可行性。本文研制出一套基于链式相机结构的路基沉降检测系统,检测系统是由沉降观测基站,无线AP基站和图像数据处理中心三部分组成。沉降观测基站硬件采用以ARM处理器为核心的嵌入式图像采集系统,软件设计基于Linux系统平台,其主要功能是实现发光标志点图像的同步采集;无线AP基站作用是为沉降检测系统构建WiFi无线网络环境;图像数据处理中心软件设计使用Qt多线程技术实现与所有观测基站实时通讯功能,结合Op...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究目的及意义
1.2 论文研究内容及现状
1.3 主要研究内容与创新
1.4 论文章节安排
第二章 路基沉降检测系统整体方案设计
2.1 路基沉降检测系统的整体方案设计
2.2 链式相机网络拓扑结构方案设计
2.2.1 链式相机网络结构组成
2.2.2 模型假设及约束条件
2.2.3 链式相机网络结构的沉降检测模型
2.3 时间同步方案设计
2.4 无线通讯方案设计
2.5 沉降观测基站方案设计
2.6 图像处理中心方案设计
2.7 本章小结
第三章 沉降观测基站硬件设计
3.1 硬件器件选型
3.2 自发光标志点硬件设计
3.2.1 标志形状选择
3.2.2 标志点图案设计
3.3 嵌入式主控系统硬件电路设计
3.3.1 系统供电设计
3.3.2 USB拓展电路设计
3.3.3 HDMI接口设计
3.3.4 外存电路设计
3.3.5 主控电路板PCB设计
3.4 沉降观测基站机械组装
3.5 本章小结
第四章 沉降观测基站的软件设计
4.1 时间同步设计
4.1.1 GPS授时原理
4.1.2 GPS信号解析
4.1.3 GPS授时程序设计
4.1.4 GPS授时同步验证
4.2 无线数据传输软件设计
4.2.1 TCP/IP协议
4.2.2 Socket原理介绍
4.2.3 无线传输软件设计
4.2.4 数据通讯实验
4.3 沉降观测基站软件设计
4.4 本章小结
第五章 图像数据处理中心软件设计
5.1 图像数据处理中心软件介绍
5.2 数据处理中通讯部分程序设计
5.2.1 多线程编程方式选择
5.2.2 多线程程序编程设计
5.3 圆形标志亚像素坐标提取程序设计
5.3.1 图像预处理
5.3.2 图像整像素边缘提取
5.3.3 圆形标志点的特征筛选
5.3.4 亚像素坐标提取
5.3.5 程序设计
5.4 链式结构沉降解算程序设计
5.4.1 链式结构解算算法
5.4.2 解算程序设计
5.5 本章小结
第六章 路基沉降检测系统的应用实验
6.1 链式相机网络结构系统精度验证
6.1.1 实验测量结构搭建设计
6.1.2 实验过程设计
6.1.3 实验结果分析
6.2 道路沉降检测实验
6.2.1 静态噪声分析
6.2.2 沉降位移数据分析
6.3 桥梁沉降检测实验
6.3.1 沉降检测实验环境搭建
6.3.2 静态噪声分析
6.3.3 检测数据分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 发展方向
致谢
参考文献
硕士期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]TCP/IP相关协议及其应用[J]. 杨小凡. 通讯世界. 2019(01)
[2]不同类型填方路基沉降监测及沉降分析[J]. 王金明,陈昌彦,张建坤,谭雪. 工程勘察. 2019(01)
[3]公路路基沉降及施工控制技术浅析[J]. 宋治成. 工程建设与设计. 2018(17)
[4]基于SOCKET编程接口的网络通信[J]. 宋泽瑞. 中国新通信. 2017(05)
[5]高速铁路路基常用沉降变形监测方法探究[J]. 于来波. 黑龙江科学. 2016(19)
[6]网络通信原理浅析[J]. 周永朝. 中国新通信. 2016(19)
[7]高速铁路路基沉降观测的技术要点分析[J]. 孙文勇. 建筑技术开发. 2016(09)
[8]基于像素分解的圆形标志点亚像素定位研究[J]. 宿晓玮,孙久运. 微电子学与计算机. 2014(03)
[9]基于socket的网络通信技术研究[J]. 欧军,吴清秀,裴云,张洪. 网络安全技术与应用. 2011(07)
[10]高速铁路CFG桩-筏复合地基沉降试验研究[J]. 曾俊铖,张继文,童小东,涂永明. 东南大学学报(自然科学版). 2010(03)
博士论文
[1]铁路路基表面沉降相机链视觉测量方法研究[D]. 闵永智.兰州交通大学 2014
[2]像机链位姿传递摄像测量方法及船体变形测量研究[D]. 姜广文.国防科学技术大学 2010
[3]基于多幅图像的空间点定位与曲线结构三维重建[D]. 张维忠.南京航空航天大学 2007
[4]数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D]. 黄桂平.天津大学 2005
硕士论文
[1]基于C/S模式的GPS数据处理应用研究[D]. 孙迅文.重庆交通大学 2018
[2]基于GPS同步信号的同步测量装置的设计与实现[D]. 姜树兵.西南交通大学 2018
[3]基于FPGA的标志点图像坐标实时识别技术[D]. 彭章国.西南科技大学 2017
[4]基于ARM的无线数据传输系统的设计和实现[D]. 陈桢辉.广西大学 2016
[5]基于WIFI的高速高采样率无线声波检测系统的研制与应用[D]. 李莎.湘潭大学 2015
[6]基于单相机的三维坐标测量及其在结构大变形测量中的应用[D]. 胡邹恒.东南大学 2015
[7]基于C/S的局域网内远程控制系统的设计与实现[D]. 刘科.电子科技大学 2015
[8]路基沉降位移传递像机链摄像测量的关键技术研究[D]. 许勇.国防科学技术大学 2013
[9]基于ARM的无线图像传输系统设计[D]. 蒋亮.电子科技大学 2013
[10]路基表面沉降测量方法的研究[D]. 陈筱.北京交通大学 2010
本文编号：3660895
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究目的及意义
1.2 论文研究内容及现状
1.3 主要研究内容与创新
1.4 论文章节安排
第二章 路基沉降检测系统整体方案设计
2.1 路基沉降检测系统的整体方案设计
2.2 链式相机网络拓扑结构方案设计
2.2.1 链式相机网络结构组成
2.2.2 模型假设及约束条件
2.2.3 链式相机网络结构的沉降检测模型
2.3 时间同步方案设计
2.4 无线通讯方案设计
2.5 沉降观测基站方案设计
2.6 图像处理中心方案设计
2.7 本章小结
第三章 沉降观测基站硬件设计
3.1 硬件器件选型
3.2 自发光标志点硬件设计
3.2.1 标志形状选择
3.2.2 标志点图案设计
3.3 嵌入式主控系统硬件电路设计
3.3.1 系统供电设计
3.3.2 USB拓展电路设计
3.3.3 HDMI接口设计
3.3.4 外存电路设计
3.3.5 主控电路板PCB设计
3.4 沉降观测基站机械组装
3.5 本章小结
第四章 沉降观测基站的软件设计
4.1 时间同步设计
4.1.1 GPS授时原理
4.1.2 GPS信号解析
4.1.3 GPS授时程序设计
4.1.4 GPS授时同步验证
4.2 无线数据传输软件设计
4.2.1 TCP/IP协议
4.2.2 Socket原理介绍
4.2.3 无线传输软件设计
4.2.4 数据通讯实验
4.3 沉降观测基站软件设计
4.4 本章小结
第五章 图像数据处理中心软件设计
5.1 图像数据处理中心软件介绍
5.2 数据处理中通讯部分程序设计
5.2.1 多线程编程方式选择
5.2.2 多线程程序编程设计
5.3 圆形标志亚像素坐标提取程序设计
5.3.1 图像预处理
5.3.2 图像整像素边缘提取
5.3.3 圆形标志点的特征筛选
5.3.4 亚像素坐标提取
5.3.5 程序设计
5.4 链式结构沉降解算程序设计
5.4.1 链式结构解算算法
5.4.2 解算程序设计
5.5 本章小结
第六章 路基沉降检测系统的应用实验
6.1 链式相机网络结构系统精度验证
6.1.1 实验测量结构搭建设计
6.1.2 实验过程设计
6.1.3 实验结果分析
6.2 道路沉降检测实验
6.2.1 静态噪声分析
6.2.2 沉降位移数据分析
6.3 桥梁沉降检测实验
6.3.1 沉降检测实验环境搭建
6.3.2 静态噪声分析
6.3.3 检测数据分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 发展方向
致谢
参考文献
硕士期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]TCP/IP相关协议及其应用[J]. 杨小凡. 通讯世界. 2019(01)
[2]不同类型填方路基沉降监测及沉降分析[J]. 王金明,陈昌彦,张建坤,谭雪. 工程勘察. 2019(01)
[3]公路路基沉降及施工控制技术浅析[J]. 宋治成. 工程建设与设计. 2018(17)
[4]基于SOCKET编程接口的网络通信[J]. 宋泽瑞. 中国新通信. 2017(05)
[5]高速铁路路基常用沉降变形监测方法探究[J]. 于来波. 黑龙江科学. 2016(19)
[6]网络通信原理浅析[J]. 周永朝. 中国新通信. 2016(19)
[7]高速铁路路基沉降观测的技术要点分析[J]. 孙文勇. 建筑技术开发. 2016(09)
[8]基于像素分解的圆形标志点亚像素定位研究[J]. 宿晓玮,孙久运. 微电子学与计算机. 2014(03)
[9]基于socket的网络通信技术研究[J]. 欧军,吴清秀,裴云,张洪. 网络安全技术与应用. 2011(07)
[10]高速铁路CFG桩-筏复合地基沉降试验研究[J]. 曾俊铖,张继文,童小东,涂永明. 东南大学学报(自然科学版). 2010(03)
博士论文
[1]铁路路基表面沉降相机链视觉测量方法研究[D]. 闵永智.兰州交通大学 2014
[2]像机链位姿传递摄像测量方法及船体变形测量研究[D]. 姜广文.国防科学技术大学 2010
[3]基于多幅图像的空间点定位与曲线结构三维重建[D]. 张维忠.南京航空航天大学 2007
[4]数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D]. 黄桂平.天津大学 2005
硕士论文
[1]基于C/S模式的GPS数据处理应用研究[D]. 孙迅文.重庆交通大学 2018
[2]基于GPS同步信号的同步测量装置的设计与实现[D]. 姜树兵.西南交通大学 2018
[3]基于FPGA的标志点图像坐标实时识别技术[D]. 彭章国.西南科技大学 2017
[4]基于ARM的无线数据传输系统的设计和实现[D]. 陈桢辉.广西大学 2016
[5]基于WIFI的高速高采样率无线声波检测系统的研制与应用[D]. 李莎.湘潭大学 2015
[6]基于单相机的三维坐标测量及其在结构大变形测量中的应用[D]. 胡邹恒.东南大学 2015
[7]基于C/S的局域网内远程控制系统的设计与实现[D]. 刘科.电子科技大学 2015
[8]路基沉降位移传递像机链摄像测量的关键技术研究[D]. 许勇.国防科学技术大学 2013
[9]基于ARM的无线图像传输系统设计[D]. 蒋亮.电子科技大学 2013
[10]路基表面沉降测量方法的研究[D]. 陈筱.北京交通大学 2010
本文编号：3660895
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3660895.html
