高精度实时位移量测报警解决方案简介-201612

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高精度建筑物垂直位移监测技术

高精度建筑物垂直位移监测技术

高精度建筑物垂直位移监测技术随着城市化进程的加速,建筑物的高度不断增加,而高楼大厦的垂直位移监测成为了一个重要的问题。

高精度建筑物垂直位移监测技术应运而生,它能够提供准确可靠的监测数据,为建筑物的安全运营提供保障。

一、引言建筑物的垂直位移监测是指对建筑物的垂直运动进行实时监测和分析。

它主要通过传感器采集建筑物的位移数据,并将数据传输给监测系统进行处理和分析。

高精度建筑物垂直位移监测技术在建筑工程、地震监测、大型桥梁等领域具有广泛的应用。

二、高精度建筑物垂直位移监测技术的原理高精度建筑物垂直位移监测技术主要依靠精密的传感器和高效的监测系统实现。

传感器主要包括测斜仪、激光测距仪、全站仪等设备,这些设备能够实时感知建筑物的位移变化。

监测系统则负责数据采集、传输和分析,它能够对传感器采集到的数据进行处理和计算,得出建筑物的垂直位移数据。

三、高精度建筑物垂直位移监测技术的应用1. 建筑工程中的应用高精度建筑物垂直位移监测技术在建筑工程中扮演着不可或缺的角色。

它可以监测建筑物在施工和使用过程中的变形情况,及时发现和解决潜在的安全隐患。

这对于高层建筑、大型桥梁等工程来说尤为重要,可以有效地保障建筑物的安全性和稳定性。

2. 地震监测中的应用地震是一种自然灾害,对建筑物的安全性造成了严峻的挑战。

高精度建筑物垂直位移监测技术可以在地震发生时实时监测建筑物的位移变化,及时发出预警信号,减少地震对建筑物的破坏。

这项技术在地震监测和预测中发挥着重要的作用。

3. 大型桥梁的应用大型桥梁是城市交通的重要组成部分,它们的安全性和稳定性直接关系到道路的畅通和行车的安全。

高精度建筑物垂直位移监测技术可以对大型桥梁进行实时监测,及时发现桥梁的位移变化,并采取相应的措施。

这对于大型桥梁的维护和管理来说非常重要。

四、高精度建筑物垂直位移监测技术的优势1. 高精度性能高精度建筑物垂直位移监测技术能够提供精确可靠的位移数据,可以实现毫米级的精度。

位移监测系统解决方案(3篇)

位移监测系统解决方案(3篇)

第1篇一、引言随着我国经济的快速发展,基础设施建设、交通运输、能源等领域对位移监测的需求日益增长。

位移监测系统作为一种重要的监测手段,能够实时、准确地获取被监测对象的位移变化信息,为相关领域的安全生产、工程建设和设备维护提供有力保障。

本文针对位移监测系统的需求,提出了一种综合解决方案,旨在提高监测精度、降低成本、简化操作,满足不同应用场景的需求。

二、位移监测系统概述位移监测系统是一种通过测量被监测对象的位置变化,以实现对位移、倾斜、沉降等物理量的监测的自动化系统。

系统主要由传感器、数据采集与传输模块、数据处理与分析模块、显示与报警模块等组成。

1. 传感器:传感器是位移监测系统的核心部件,负责将物理量转换为电信号。

常见的传感器有位移计、倾斜仪、水准仪等。

2. 数据采集与传输模块:数据采集与传输模块负责将传感器采集到的数据传输到数据处理与分析模块。

常用的传输方式有有线传输、无线传输等。

3. 数据处理与分析模块:数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理、分析和存储,为用户提供实时、准确的监测数据。

4. 显示与报警模块:显示与报警模块负责将监测数据以图形、曲线等形式展示给用户,并对异常情况进行报警。

三、位移监测系统解决方案1. 系统架构位移监测系统采用模块化设计,分为硬件模块和软件模块。

硬件模块包括传感器、数据采集与传输模块、数据处理与分析模块、显示与报警模块等;软件模块包括数据采集软件、数据处理与分析软件、显示与报警软件等。

2. 传感器选型根据被监测对象的特点和需求,选择合适的传感器。

以下是几种常见的传感器及其特点:(1)位移计:适用于测量线性位移,具有高精度、高分辨率、抗干扰能力强等特点。

(2)倾斜仪:适用于测量角度变化,具有高精度、高稳定性、抗干扰能力强等特点。

(3)水准仪:适用于测量高程变化,具有高精度、高分辨率、抗干扰能力强等特点。

3. 数据采集与传输模块(1)有线传输:采用有线传输方式,具有传输速度快、稳定性高、抗干扰能力强等特点。

gnss位移监测预警指标

gnss位移监测预警指标

gnss位移监测预警指标一、引言随着全球卫星导航系统(GNSS)技术的不断发展,位移监测预警已成为GNSS应用的重要领域。

在我国,GNSS位移监测预警技术已广泛应用于地质灾害、建筑物安全、基础设施监测等方面。

本文将介绍GNSS位移监测预警的原理、常见预警指标、预警阈值的设定与优化、预警信息的发布与响应,以及我国应用案例和未来发展趋势。

二、GNSS位移监测预警原理1.GNSS技术简介全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)是由多颗卫星组成的卫星系统,为全球用户提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。

GNSS技术具有广泛的应用前景,其中之一就是位移监测。

2.位移监测方法位移监测是通过测量观测点在某一时间段内的位置变化,来分析其运动状态和趋势。

GNSS位移监测是通过接收卫星信号,计算观测点的位置坐标,从而实现对位移的实时监测。

3.预警指标体系位移监测预警指标是衡量位移异常的关键参数。

常见的预警指标包括位移速率、加速度和位移幅度等。

三、常见GNSS位移监测预警指标1.位移速率位移速率是指观测点在单位时间内的位移量。

当位移速率超过预警阈值时,视为位移异常,触发预警。

2.加速度加速度是反映位移变化速度的指标。

当加速度超过预警阈值时,视为位移异常,触发预警。

3.位移幅度位移幅度是指观测点在某一时间段内的最大位移量。

当位移幅度超过预警阈值时,视为位移异常,触发预警。

四、预警阈值的设定与优化1.预警阈值设定方法预警阈值的设定是根据位移监测数据,结合专业知识和经验来确定的。

常用的方法包括统计分析法、专家评估法和贝叶斯方法等。

2.阈值优化策略预警阈值的优化是为了提高预警的准确性和实用性。

常见的优化策略包括动态调整、阈值分组和多指标综合判断等。

3.实例分析以地质灾害预警为例,可以根据历史数据和现场勘查情况,设定位移速率、加速度和位移幅度等预警指标的阈值。

在实际应用中,可根据监测数据不断调整和优化预警阈值,以提高预警的准确性。

位移监测方案

位移监测方案

位移监测方案引言位移监测方案是一种用于测量和监测物体位移变化的方法。

它在许多领域扮演着重要的角色,例如土木工程、建筑工程和地质工程等。

本文将介绍位移监测方案的基本原理、常用的测量方法以及相关的技术和设备。

基本原理位移监测的基本原理是通过测量物体在空间中的位置或形状的变化来计算位移。

这涉及到测量物体的初始位置和形状,并在一段时间后重新测量物体的位置和形状,然后通过比较这两次测量结果来计算位移。

常用的测量方法全站仪测量法全站仪是一种常见的位移监测工具,它可以用来测量物体的位置和形状的变化。

全站仪通过发射一束激光束并接收其反射回来的信号来确定物体的位置。

通过在不同的时间点进行测量,可以计算出物体的位移。

激光雷达测量法激光雷达是另一种常用的位移监测工具。

它使用激光束来扫描物体的表面,并测量激光束与物体表面的反射时间来计算位移。

激光雷达具有高精度和高速度的优点,因此在一些需要实时监测的应用中更为常见。

GPS测量法GPS(全球定位系统)也可以用于物体位移的监测。

通过在物体上安装GPS接收器,可以测量物体的坐标变化,并计算出物体的位移。

GPS测量法适用于需要监测大范围位移的场景,例如地质灾害监测和地震监测等。

高精度测量仪器除了以上常用的测量方法,还有一些高精度的测量仪器可以用于位移监测。

例如挠度传感器、应变计和加速度计等。

这些仪器可以测量物体的细微变化,并将其转化为位移值。

技术和设备数据处理与分析位移监测方案不仅仅涉及测量技术和设备,还需要对测量数据进行处理和分析。

常见的处理和分析方法包括数据插值、数据平滑、数据拟合和变化率计算等。

自动化监测系统为了实现实时监测和追踪位移变化,许多位移监测方案使用自动化监测系统。

这些系统可以连续获取和处理位移数据,并在需要时触发警报或发送通知。

无线传输和远程监测随着无线通信技术的发展,越来越多的位移监测方案开始使用无线传输和远程监测。

这可以使监测数据可以实时传输和远程访问,从而提高监测效率和便利性。

高精度预警监测技术方法与技巧

高精度预警监测技术方法与技巧

高精度预警监测技术方法与技巧随着科技的不断进步和社会的快速发展,预警监测技术在各个领域的应用越来越重要。

高精度的预警监测技术可以帮助我们提前发现并应对潜在的风险和危机,保障人民的生命财产安全。

本文将介绍一些高精度预警监测技术的方法与技巧,以期增加读者对该领域的了解。

首先,高精度预警监测技术的方法之一是基于传感器的监测。

传感器是一种能够探测和感应周围环境变化的设备,可以收集各种数据并将其转化为电信号。

通过布置传感器网络,可以实现对地震、气象、空气质量等信息的实时监测和分析。

传感器的数据采集能力和分析能力决定了预警监测的准确性和灵敏度。

因此,在选用传感器时,应该根据具体的监测需求选择合适的类型和规格,并保证传感器的运行状态良好,确保预警监测系统的稳定性和可靠性。

其次,高精度预警监测技术的方法之二是基于数据分析的监测。

在大量的监测数据中,如何从中提取有用信息并进行准确的预测成为一项关键技术。

数据分析包括数据挖掘、模型建立和模式识别等方面。

数据挖掘是指从庞大的数据中发现潜在的、以往未知的、隐含的、有用的知识和信息的过程。

模型建立是根据现有数据建立模型,并用该模型分析和预测未来的趋势和变化。

模式识别则是通过对历史数据中的模式进行学习和识别,推断出未来可能发生的事件。

通过这种方法,可以实现对各种风险的及时预测和预警。

第三,高精度预警监测技术的技巧之一是多源信息融合。

不同的数据源可能提供不同类型和质量的数据。

为了提高预警监测的准确性和可行性,需要将多个数据源提供的信息进行整合和融合,以得到更加全面和准确的情报。

多源信息融合可以通过数据融合算法实现。

数据融合算法是指将多源信息进行处理、融合和分析,以达到提高信息的质量和可靠性的目的。

通过整合不同来源的信息,可以综合考虑各种因素,并更好地评估潜在风险。

最后,高精度预警监测技术的技巧之二是实时监测与快速响应。

高精度预警监测技术的最终目的是实现对风险的快速识别和响应,以减少潜在损失。

高精度实时位移速度测量仪研制

高精度实时位移速度测量仪研制

高精度实时位移速度测量仪研制
刘伟
【期刊名称】《中国仪器仪表》
【年(卷),期】2018(000)001
【摘要】通过分析传统位移速度测量仪的缺点和不足,设计了一种高精度、实时性的位移速度测量仪,该测量仪从本质上消除了数据传输过程产生的时间差,显著提高了测量仪的测量精度.
【总页数】3页(P59-61)
【作者】刘伟
【作者单位】辽宁省计量科学研究院,辽宁沈阳110004
【正文语种】中文
【相关文献】
1.高精度玻璃折射率测量仪的研制及应用
2.高精度数显试样标距划线与测量仪的研制
3.高精度传动链测量仪的研制
4.高精度的时域频率稳定度测量仪的研制
5.HL-2M装置低混杂波电流驱动系统高精度数字温度测量仪的研制
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需要估计的参数:灯的位置
( xi , yi )
(x1,y1)
(x2,y2)
(x3,y3)
z
(x,y) h (a3,b3)(a2,b2) (a1,b1)
利用三角形可以得到如下的几何关系:
xi x
z z ai yi y bi h , h ,1 i N ,
(1)
考虑经过探测器的量化,得到量化点 i 与 i ,以及量化噪声 出之间的关系可以通过噪声相互关联如下:
文档版本 01 (2016-06-20)
i



概述
本文档提供针对高精度实时位移测量解决方案的可行性分析。

读者对象
本文档(本指南)主要适用于以下人员:

量测技术支持工程师 项目实施经理(技术总监) 隧道施工工程师
符号约定
在本文中可能出现下列标志,它们所代表的含义如下。 符号 说明 用于警示紧急的危险情形,若不避免,将会导致人员死亡 或严重的人身伤害。 用于警示潜在的危险情形,若不避免,可能会导致人员死 亡或严重的人身伤害。 用于警示潜在的危险情形,若不避免,可能会导致中度或 轻微的人身伤害。 用于传递设备或环境安全警示信息,若不避免,可能会导 致设备损坏、数据丢失、设备性能降低或其它不可预知的 结果。 “注意”不涉及人身伤害。 用于突出重要/关键信息、最佳实践和小窍门等。 “说明”不是安全警示信息,不涉及人身、设备及环境伤 害信息。
可以得到如下关系:
1 1 Dx z , 0 Tx X m 12 h N Tx 。

2
Tx X m

Dx
取得最大值,化简后有如下的关系:
2 2 2
max Dx
1 4N 2 1 1 z z z 2 12 N X m h 12 N N 1 h 3N h
高精度实时位移测量解决方案可行 性分析报告
文档版本 发布日期
01 2016-06-20
中科大无线光通信与网络研究中心
版权所有 © 中科大无线光通信与网络研究中心 2016。 保留一切权利。
非经本研究中心书面许可,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部,并不得以任何形 式传播。
中科大无线光通信与网络研究中心
2 N
ˆ b
i 1
N
2 i 2
N ˆ2 b ˆ Nb i i i 1 i 1 。
(6)
3. 误差分析 以下给出对于由于量化误差引起的坐标估计误差的分析。考虑到
1 Dx z 12 h
2
1 N ˆi a i 1 N ˆ a
文档版本 01 (2016-06-20)
1
2
2.1.1 方案基本原理
高精度实时位移测量解决方案
2.1 方案基本原理及实验验证
基本流程:在隧道截面上安装多个LED,每个LED采用不同的码字信号作为标签信息,采用高 分辨率摄像头作为接收端,然后采用图像处理的方法可以正确识别每个LED的标签信息。接着 通过识别每个LED在图像中像素域的位移来衡量隧道截面上每个LED之间的相对位移,进而衡量 隧道截面的位移程度。 关键技术:如何在分辨率有限的图像上衡量发端LED之间的微小位移是本方案的核心问题。由 于摄像头距离隧道截面的距离有一定的要求(150m左右),在这种情况下如果直接采用摄像头 拍摄隧道截面的话,经过推算,由于LED和摄像头之间的距离和摄像头的视场角的问题,图像 的像素域的1个像素的偏移表示的LED的位移远远大于5mm,不能满足该测试系统的测量要求。 因此采用小孔成像放大摄像头成像平面上的像素位移。基本原理如下:
1 Dx z 12 h
1 wi2 z 12 h i 1
ˆ a
i 1 2 i
N
2 i 2
N ˆ a ˆi Na i 1 i 1 。
(5)
同理,可以得出如下的对于坐标 y 估计的均方误差:
Dy
1 z 12 h
ˆ
a 设小孔到投影像平面的距离是 h ,小孔(也近似为测量仪器的位置)到隧道横截面的距离是 z 。注意到 i
ˆ b b a 及 i 是未经过探测平面量化的投影点。经过探测器的量化,得到量化点 i 及 i ,如 256 级灰度或强度等 级。
已知参数:投影量化点
ˆ) ˆi , b (a i
, 1 i N ,N 个 LED 光源之间的距离,小孔到投影平面的距离 h 。 ,测量仪器位置 ( x, y) ,以及小孔到隧道横截面的距离 z 。
小孔成像原理图
参数说明: d :LED到小孔的距离; d :LED的位移; l :小孔到图像传感器的距离; l :在图像传感器的物理尺寸偏移。 根据小孔成像的几何相似可知:
l d l d
那么: l d l 。假设 d 为100m, d 为5mm, l 为10cm,那么根据公式可以推断

max Dx
1 z 3N h

Tx 0 时 Dx 取得最小值,
min x
D
1 z , 12 N h
2
min Dx
1 z 2 3N h
可以看出,最大误差与最小误差间存在 2 倍关系。最大误差的近似在大 N 时成立,对于 N<4 也不会造成 很大误差。可以得出,影响测量精度最关键的参数是探测器阵列中单个探测器物理尺寸大小 与小孔和 成像平面高度 h 的比值。并且,随着横截面和测试仪器的距离 z 的增加,测量误差也会增大。 如果要做到光源位置测量精度在 1 毫米(10-3m)以内,则大概需要做到如下系统参数设计:
2 2 2 N
2 z z N Dx E wi ai 12 h h i 1
定位误差则为 Dx 的平方根。
w
i 1
2 i

根据投影平面上测量得到的 LED 像点的位移,可选择最优权重 以如下给出:
2 N 2 N
wi 。对应的坐标 x 估计的均方误差可
ˆ wi xi x wi x
i 1 i 1 N N
z N z N ˆ w a wi ai i i h h i 1 i 1 。
可以得出如下的关系:

N
考虑估计的无偏性,可以得出:
wi 1
i 1
,以及
ˆ w a
i 1
N
i i
0


考虑最小均方估计,需要对于如下的均方误差(公式右边第 3 项的平方后的均值)最小化:
ˆ a

ai 与 bi 。注意到,探测器量化前后的输
ˆ b b ˆi ai ai b a i i ,1 i N 。 , i
假设量化噪声满足在量化区间上的均匀分布:
(2)
ai , bi U , 2 2 ,1 i N 。
从(1)和(3)可以得出如下的关系,
2.1.2 实验验证
实验场景:
实验场景图 实验参数设置: 摄像头分辨率:3936*5248; 小孔到LED的水平距离:10m;
LED发射端
接收端
实验结果: 1. 小孔到摄像头的距离为 10cm,移动 4mm。 4mm 位移—>2.5pixels 位移--->0.6pixels/mm
2. 小孔到摄像头的距离为 20cm,移动 4mm。4mm 位移-->5pixels 位移--->1.25pixels/mm
i 1 N 2 i 2

以下重点分析分母里的项:
N ˆi a i 1 Tx N ˆi2 a
i 1
2

忽略较小的量化噪声
2
ai ,假设 xi xi x ,可以得出如下关系:
2
N N ai xi 1 i 1 Tx i N N ai2 xi2
3. 小孔到摄像头的距离为 25cm,移动 4mm。4mm 位移-->6.8pixels 位移--->1.70pixels/mm
4. 小孔到摄像头的距离为 50cm,移动 4mm。4mm 位移—>12.5pixels 位移--->3.1pixels/mm
实验处理结果汇总: 小孔到挡板距离 像素偏移 10cm 0.6pixels/mm 20cm 1.25pixels/mm 25cm 1.70pixels/mm 50cm 3.1pixels/mm
d
出:
l
d l 5*103 *0.1 5*106 m 5um 。 d 100.0
现在图像传感器的每个像素的物理尺寸约为1.2um左右,如果考虑像素之间的间隔,那 么平均物理尺寸在1.4um左右,因此可以判断5mm的LED位移会形成图像传感器上约4个像素 的位移,如果考虑增加 l 的大小,那么可以增加 l 的大小。 以上只是考虑单灯单孔的情况,结合多灯和多孔可以提高测量的精度。

N N x 2 2 。
N x X T T =0 2 时(在光源组 可以看出, x 存在上界 m (从而对应最大估计误差,当然 x=0 时 x ) ,当
的覆盖区域的边缘时)取得。
N 2 ) 3N 3 2 Xm 2 2 N N 2 4N 1 N +1 2 i +N ( ) 2 2 i 1 N2(
文档版本 01 (2016-06-20)
ii


修改记录
修改记录累积了每次文档更新的说明。最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新 内容。
文档版本 01 (2016-06-20)
第一次正式发布版本。
文档版本 01 (2016-06-20)
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