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1、分类号:TP-2910710-2015132007硕士学位论文激光基准建筑沉降图像式监测系统艾雪雯导师姓名职称王会峰副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称控制理论与控制工程论文提交日期2018年4月9日论文答辩日期2018年6月5日学位授予单位长安大学ALaserBasedBuildingSubsidenceImageMonitoringSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:AiXue-wenSupervisor:AssociateProf.WangH
2、ui-fengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要在建筑工程的设计、施工、验收与使用中，对工程的各项状态进行长期多方位的监测是必不可少的，其中建筑沉降的监测就是十分重要的一项。定期对工程建筑物的沉降状态进行监测，了解其变形情况，发现异常并及时采取补救措施，对建筑结构安全和人民财产生命安全有着重要意义。随着国家对建筑工程沉降测量要求的不断提高，且目前常规的沉降测量方法设备工作程序繁杂，费时费力，费用高且测量精度低，因此研究开发高精度、高效率的自动化建筑物沉降实时监测装备迫在眉睫，且具有巨大的应用价值。本
3、文首先通过对建筑沉降工程测量原理、技术规范以及国内外建筑沉降监测研究现状与发展趋势的研究，结合光电检测技术与数字图像处理技术提出基于激光准直和线阵CCD的建筑沉降监测模型，并且根据建筑沉降监测系统结构设计了基于双线阵CCD光学拼接的成像系统，对其拼接误差与拼接图像处理办法进行了分析，同时在理论上研究多点沉降监测组网方案，并针对多监测点误差累积的问题提出了误差补偿方法，更进一步提出一种多监测点建筑沉降实时预测方法与建筑风险评估机制。其次，针对数据采集和图像处理技术设计了基于CPLD+DSP的沉降监测系统的硬件方案，采用CPLD实现
4、系统的时序驱动逻辑控制，利用DSP完成光斑图像处理与数据解算，并通过软件仿真与波形分析验证了硬件可行性。然后，对双线阵CCD上的光斑图像处理算法进行了研究，研究能够实时准确检测光斑图像的模型与算法，并提出一种基于光斑中心定位误差改善的CCD拼接光能分配不均校正算法，进而保证系统实现光斑细分高精度测量。最后，设计了建筑沉降监测系统模拟实验平台与上位机界面，进行沉降模拟实验验证其合理性和有效性，分析实验结果并结合实际情况分析系统的主要误差产生原因及消除办法。本研究旨在研发一种能够实现复杂环境下多监测点、大量程、高精度监测的建筑沉降监
5、测系统，实验表明，该系统可以实现建筑沉降的大量程高精度实时监测，且测量精度较高，基本能够满足实际工程应用需求。关键词：激光基准，建筑沉降，CCD拼接，CPLD驱动，光斑细分定位IIIAbstractInthedesign,construction,acceptanceanduseofconstructionalprojects,itisnecessarytomonitorthevariousstateoftheprojectforalongtime,inwhichthemonitoringofbuildingsubsidence
6、isveryimportant.Regularmonitoringofthesettlementofengineeringbuildings,understandingoftheirdeformation,detectionofanomaliesandtimelyremedialmeasuresareimportanttobuildingstructuralsafetyandlifesafetyofpeople'sproperty.Withthecontinuousimprovementoftherequirementsfort
7、hesettlementofconstructionprojectsinthecountry,thepresentconventionalmethodsofsettlementmeasurementarecomplicated,time-consumingandlaborious,expensiveandlowinmeasurementprecision,soitisurgenttoresearchanddevelophighprecisionandhigh-efficiencyreal-timemonitoringequipm
8、entforautomaticbuildingsubsidence,andithasgreatapplicationvalue.Inthispaper,firstly,basedonthesurveyprinciple,technicalspecificatio
