一种桥梁形变监测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程测量领域，尤其涉及一种桥梁形变监测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 桥梁形变监测对于掌握桥梁健康程度、确保桥梁安全具有重要意义。目前，桥梁 形变监测的常用设备有：常规地面测量设备，GPS桥梁位移检测设备，以及雷达形变测量设 备。
[0003] 其中，常规地面测量设备（如测距仪、经炜仪等）可以提供桥梁整体的变形状态， 能适应不同的监测环境，但是现场工作量大，测量精度不高；GPS桥梁位移检测设备自动化 程度高，受大气、天气因素影响较小，定位速度快，精度高，但检测成本高、设备复杂；而雷达 形变测量设备具有非接触、易布设、无人值守、全天候、全天时、全天时测量的特点，可以达 到亚毫米量级测量精度，其难点是检测系统的大批量布设和运行对设备成本和稳健性提出 较高要求。
【发明内容】
[0004] 基于现有技术的缺陷，本发明提供一种桥梁形变检测方法及系统，以解决现有技 术中桥梁形变检测系统布设复杂且成本高的技术问题。
[0005] 第一方面，本发明提供一种桥梁形变检测方法，包括：
[0006] 接收至少一个雷达传感器以预设时间为周期，周期性发送的桥梁形变的微波回波 信号，得到不同时刻的各微波回波信号；
[0007] 根据不同时刻的各微波回波信号，确定每一时刻的桥梁形变量；
[0008] 将每一时刻的桥梁形变量发送至远程管理终端，以使所述远程管理终端实时显示 所述桥梁形变量。
[0009] 可选地，所述根据不同时刻的各微波回波信号，确定每一时刻的桥梁形变量，包 括：
[0010] 根据不同时刻的各微波回波信号，确定不同时刻的各峰值频率；
[0011] 根据所述不同时刻的各峰值频率，确定不同时刻的各峰值相位；
[0012] 根据所述不同时刻的各峰值相位，确定每一时刻的桥梁形变量。
[0013] 可选地，所述根据不同时刻的各微波回波信号，确定不同时刻的各峰值频率，包 括：
[0014] 对所述不同时刻的各微波回波信号做傅立叶变换处理，并基于以下公式确定不同 时刻的各峰值频率：
[0016] 其中，S(f)为不同时刻的各微波回波信号的频域响应函数，f为不同时刻的各微 波回波信号的频率，T为每一雷达传感器发射信号的时域宽度，K为每一雷达传感器的发射 信号的调频率，R为每一雷达传感器的雷达视线向的距离，c为光速，λ为每一雷达传感器 的发射信号的载频的波长。
[0017] 可选地，所述根据所述不同时刻的各峰值频率，确定不同时刻的各峰值相位，包 括：
[0018] 根据以下公式，确定峰值频率
处的峰值相位：
[0019] ΦΙΡ= angle [S(f IF)]；
[0020] 其中，?IF为峰值相位，angle为取相位操作。
[0021] 可选地，所述根据所述不同时刻的各峰值相位，确定每一时刻的桥梁形变量，包 括：
[0022] 对所述不同时刻的各峰值相位进行去噪处理，确定由桥梁形变引起的各形变相 位；
[0023] 根据所述各形变相位，确定每一时刻的桥梁形变量。
[0024] 可选地，所述根据所述各形变相位，确定每一时刻的桥梁形变量，包括：
[0025] 根据所述各形变相位，基于以下公式，确定每一时刻的桥梁形变量：
[0027] 其中，Ad为桥梁形变量，Δ φ为形变相位。
[0028] 第二方面，本发明提供一种桥梁形变检测系统，包括：
[0029] 远程管理终端、至少一个雷达传感器和至少一个形变检测器，所述至少一个雷达 传感器与至少一个形变检测器一一对应连接，每一形变检测器均与所述远程管理终端连 接；
[0030] 每一雷达传感器以预设时间为周期，周期性得到桥梁形变的微波回波信号，并将 所述微波回波信号发送至对应连接的形变检测器；
[0031] 每一形变检测器根据接收的所述微波回波信号，确定桥梁形变量，并将所述桥梁 形变量发送至所述远程管理终端；
[0032] 所述远程管理终端实时显示接收到的每一形变检测器发送的桥梁形变量。
[0033] 可选地，所述每一形变检测器通过有线或无线数据网络连接所述远程管理终端。
[0034] 可选地，所述远程管理终端在所述桥梁形变量超过预设的阈值时报警。
[0035] 可选地，所述每一雷达传感器均为商用24GHz频段雷达传感器。
[0036] 由上述技术方案可知，本发明的桥梁形变检测方法及系统，通过布置多个雷达传 感器及形变检测器实现对桥梁形变量的实时检测，其中雷达传感器采用线性调频信号作为 发射信号，测量重复率高，测量周期短，具有无需人员值守、全天候、全天时、低成本测量的 优点。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明一实施例提供的桥梁形变检测方法的流程示意图；
[0038] 图2为本发明一实施例提供的桥梁形变检测方法的步骤S12的细分流程图；
[0039] 图3为本发明一实施例提供的桥梁形变检测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0041] 图1示出了本发明一实施例提供的桥梁形变检测方法的流程示意图。如图1所示， 本实施例的桥梁形变检测方法包括步骤Sll至S13。
[0042] S11、接收至少一个雷达传感器以预设时间为周期，周期性发送的桥梁形变的微波 回波信号，得到不同时刻的各微波回波信号。
[0043] 雷达传感器能通过发射与接收一定频率的微波对桥梁的形变进行感知，并将带有 桥梁形变信息的微波信号转化为电信号，即微波回波信号。
[0044] 雷达传感器的发射频率与雷达传感器的类型有关。
[0045] S12、根据不同时刻的各微波回波信号，确定每一时刻的桥梁形变量。
[0046] S13、将每一时刻的桥梁形变量发送至远程管理终端，以使所述远程管理终端实时 显示所述桥梁形变量。
[0047] 本实施例的形变检测方法，利用雷达传感器对桥梁的形变量进行实时检测，并将 实时桥梁形变量发送至远程管理终端进行显示，实现无需人员值守、全天候的检测，方便使 用者根据桥梁形变量对桥梁进行养护和维修。
[0048] 图2示出了本发明一实施例提供的桥梁形变检测方法的步骤S12的细分流程图。 如图2所示，本实施例的桥梁形变检测方法的步骤S12 :根据不同时刻的各微波回波信号， 确定每一时刻的桥梁形变量，进一步地包括以下步骤：
[0049] S121、根据不同时刻的各微波回波信号，确定不同时刻的各峰值频率。
[0050] S122、根据所述不同时刻的各峰值频率，确定不同时刻的各峰值相位。
[0051 ] S123、根据所述不同时刻的各峰值相位，确定每一时刻的桥梁形变量。
[0052] 在本发明的一个优选实施例中，步骤S121具体为：对不同时刻的各微波回波信号 做傅立叶变换处理，并基于以下公式确定不同时刻的各峰值频率：
[0054] 其中，S(f)为不同时刻的各微波回波信号的频域响应函数，f为不同时刻的各微 波回波信号的频率，T为每一雷达传感器发射信号的时域宽度，K为每一雷达传感器的发射 信号的调频率，R为每一雷达传感器的雷达视线向的距离，c为光速，λ为每一雷达传感器 的发射信号的载频的波长。
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