【技术实现步骤摘要】
基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法及系统
本专利技术涉及结构监测
，具体地，涉及一种基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法及系统。
技术介绍
声屏障作为一种有效的隔声降噪设施在公路、铁路和高架复合道路中广泛应用，有效地减轻行车噪声对附近居民的影响，同时可以起到隔离作用，避免行人或动物进入，以免发生事故。列车通过时引起的脉动风载荷以及自然风载荷是影响声屏障结构健康的主要因素，其疲劳、损伤或缺失将会直接影响周围居民的生活、旅客乘车的舒适性和交通运输安全，因此对声屏障的结构健康监测是非常有必要的。在声屏障结构健康监测中，除了人工检测这种耗费大量人力、物力和财力的方法，以加速度传感器为代表的接触式振动测量方法最为常见，但是需要在声屏障的立柱和面板上布置多个传感器，从而造成连接导线过长、网络分布复杂等问题。现有的非接触式测量方法中利用光学方法进行声屏障状态测量，点光源、成像透镜以及光电探测器都需要严格的位置安装要求且只能进行单点测试。基于高速摄像技术的声屏障监测方法可以实现多测点的同步测量，但是成像质量受光线环境...
【技术保护点】
1.一种基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法，其特征在于，包括：/n步骤1：通过微波雷达向待测声屏障结构发射并接收线性调频连续波微波信号，同步采集微波雷达输出的多通道中频基带信号；/n步骤2：根据多通道中频基带信号得到待测声屏障结构的距离-角度像热图，从距离和角度的联合维度对待测声屏障结构的立柱和面板进行定位，并提取立柱和面板的振动位移时域信息；/n步骤3：对待测声屏障结构进行交通工具通过阶段的脉动风载荷引起的受迫振动分析；/n步骤4：对待测声屏障结构进行交通工具驶离阶段的结构健康安全评估。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法，其特征在于，包括：
步骤1：通过微波雷达向待测声屏障结构发射并接收线性调频连续波微波信号，同步采集微波雷达输出的多通道中频基带信号；
步骤2：根据多通道中频基带信号得到待测声屏障结构的距离-角度像热图，从距离和角度的联合维度对待测声屏障结构的立柱和面板进行定位，并提取立柱和面板的振动位移时域信息；
步骤3：对待测声屏障结构进行交通工具通过阶段的脉动风载荷引起的受迫振动分析；
步骤4：对待测声屏障结构进行交通工具驶离阶段的结构健康安全评估。
2.根据权利要求1所述的基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法，其特征在于，所述步骤2包括：
步骤2.1：选取多通道中频基带信号中的一个扫频周期，进行二维快速傅里叶变换，得到视场内声屏障的距离-角度像热图，对多根立柱和多块面板进行定位；
步骤2.2：提取待测声屏障结构中各测点在多个扫频周期的相位信息：
表示位置信息为(kq,pq)，q＝1,2，...Q，的声屏障结构第q个测点在第i个扫频周期的相位信息，其中T为线性调频信号的重复发射周期，arg[·]为取复数相位操作，si(·)为第i个发射周期多通道中频基带信号矩阵，Nz为步骤2.1中沿每个通道方向作快速傅里叶变化的离散点数，Mz为步骤2.1中沿多通道方向进行快速傅里叶变化的离散点数，M为雷达虚拟通道个数，N为单个雷达通道接收到的信号点数，e为自然常数，即自然对数函数的底数，π为圆周率，j为虚数；
步骤2.3：振动位移时域信息提取：
λc为线性调频连续波载波中心频率对应的波长，为的平均值，φq为第q个测点振动方向与雷达视线方向之间的夹角；
xq(iT)为第q个测点的振动位移时域信息。
3.根据权利要求1所述的基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法，其特征在于，所述步骤2.1包括：
首先沿每个通道方向对一个扫频周期的多通道中频基带信号进行快速傅里叶变换得到待测声屏障结构的距离像信息，然后沿多通道方向再次进行快速傅里叶变换得到待测声屏障结构的角度像信息，从而实现对多根立柱和多块面板在距离维度和角度维度的联合定位。
4.根据权利要求1所述的基于微波雷达的非接触式声屏障结构监测方法，其特征在于，所述步骤3包括：
监测交通工具通过阶段待测声屏障结构的振动位移时域信息，通过快速傅里叶变换提取受...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭志科，李松旭，熊玉勇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。