結構智能手機云監(jiān)測

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 結構健康監(jiān)測研究現狀與挑戰(zhàn) 1
1.1.1 結構健康監(jiān)測與安全評定的研究現狀 1
1.1.2 結構健康監(jiān)測所面臨的挑戰(zhàn) 5
1.2 智能手機的發(fā)展與機遇 6
1.2.1 智能手機的發(fā)展 6
1.2.2 智能手機的主要特點 13
1.2.3 智能手機現狀分析 14
1.2.4 智能手機可感知的用戶信息 17
1.2.5 智能手機的應用領域 21
1.2.6 智能手機的發(fā)展帶來的機遇 28
1.3 大數據與人工智能的發(fā)展 28
1.3.1 大數據的發(fā)展、特征及應用案例 28
1.3.2 人工智能與深度學習 31
1.3.3 大數據與人工智能帶來的機遇 33
1.4 智能手機結構健康云監(jiān)測探索式發(fā)展 35
參考文獻 36
第2章 基于智能手機的傳感技術 47
2.1 手機主要傳感器 47
2.1.1 手機傳感器綜述 47
2.1.2 CPU 55
2.1.3 加速度傳感器 61
2.1.4 陀螺儀 64
2.1.5 攝像頭 65
2.1.6 數據傳輸性能 67
2.1.7 數據存儲功能 70
2.2 加速度傳感技術 71
2.2.1 手機加速度采集軟件系統(tǒng)實現 71
2.2.2 振動臺對比實驗驗證 72
2.2.3 不同型號加速度傳感性能對比 74
2.2.4 加速度采集穩(wěn)定性對比 77
2.3 位移傳感技術 78
2.3.1 基本原理 81
2.3.2 D-Viewer軟件介紹 82
2.3.3 靜態(tài)實驗 84
2.3.4 振動臺動態(tài)實驗 89
2.4 傾角傳感技術 94
2.4.1 手機傾角采集軟件系統(tǒng)實現 94
2.4.2 實驗室靜態(tài)標定實驗 95
2.4.3 實驗室動態(tài)標定實驗 96
2.5 外接測試模塊傳感技術 98
2.5.1 外接板結構設計與實現 98
2.5.2 外接板傳感實驗室振動臺驗證 99
2.5.3 外接板傳感實驗室索力實驗驗證 100
2.5.4 外接板傳感現場測試驗證 101
2.6 應變傳感技術 104
2.6.1 MISS方法基本原理 105
2.6.2 MISS方法所用算法 106
2.6.3 MISS傳感器 108
2.6.4 靜態(tài)與動態(tài)試驗驗證 110
參考文獻 113
第3章 基于智能手機的便捷式橋梁監(jiān)測與管養(yǎng) 117
3.1 智能手機便捷式橋梁監(jiān)測系統(tǒng) 117
3.1.1 系統(tǒng)監(jiān)測內容 117
3.1.2 系統(tǒng)實現 118
3.2 智能手機吊裝監(jiān)測 119
3.2.1 星海灣跨海大橋介紹 119
3.2.2 系統(tǒng)監(jiān)測對象及內容 120
3.2.3 系統(tǒng)組成構架 120
3.2.4 邊跨主梁吊裝姿態(tài)監(jiān)測 125
3.2.5 主纜吊機監(jiān)測 129
3.3 智能手機索力監(jiān)測技術 133
3.3.1 振動法測索力原理 133
3.3.2 軟件系統(tǒng)介紹 136
3.3.3 Orion-CC軟件介紹 143
3.3.4 網站介紹 149
3.3.5 實驗室索力對比實驗驗證 150
3.3.6 現場工程應用一 155
3.3.7 現場工程應用二 159
3.4 智能手機在結構位移監(jiān)測中的應用 166
3.4.1 鋼桁橋模型位移監(jiān)測實驗 166
3.4.2 索橋模型位移監(jiān)測 169
3.4.3 模擬監(jiān)測裂縫實驗 181
3.5 視覺索力監(jiān)測 183
3.5.1 視覺索力監(jiān)測原理 184
3.5.2 視覺索力監(jiān)測應用 187
3.6 基于智能手機的橋梁管養(yǎng)系統(tǒng) 189
3.6.1 橋梁管養(yǎng)的現狀與不足 189
3.6.2 基于手機客戶端的橋梁管養(yǎng)軟件設計 191
3.6.3 公眾參與式災后橋梁快速評估 196
參考文獻 201
第4章 基于智能手機的深度學習結構損傷檢測 203
4.1 基于深度學習的相關理論方法 203
4.1.1 深度學習技術的發(fā)展 203
4.1.2 深度學習相關理論 205
4.2 混凝土結構裂紋深度學習識別技術 207
4.2.1 混凝土裂紋識別概述 207
4.2.2 訓練用于混凝土裂紋識別的CNN圖片分類器 208
4.3 基于機器視覺的古建筑砌體評定方法 212
4.3.1 基于機器視覺的古建筑砌體評定方法概述 212
4.3.2 基于CNN的古建筑砌體評定方法概述 214
4.3.3 基于Faster R-CNN的古建筑砌體評定方法概述 232
4.3.4 基于智能手機的古建筑砌體評定方法概述 239
4.4 基于機器視覺的路面損傷識別技術 241
4.4.1 基于機器視覺的路面損傷識別方法概述 241
4.4.2 基于MobileNet的路面損傷評定方法 243
參考文獻 251
第5章 基于智能手機的施工安全監(jiān)測技術 255
5.1 基于智能手機的施工行為識別 255
5.1.1 基于行為的施工安全研究概況 255
5.1.2 基于智能手機的工人行為識別系統(tǒng)設計 257
5.1.3 實驗驗證：安全帶的使用狀態(tài)識別 258
5.2 基于智能手機的工人活躍度的狀態(tài)識別 268
5.2.1 現場施工安全概況 268
5.2.2 施工活躍度含義及勞動強度分級 270
5.2.3 施工現場工人活躍度采集 272
5.3 基于智能手機的施工過程位移監(jiān)測 273
5.3.1 基于智能手機的位移監(jiān)測系統(tǒng) 273
5.3.2 基于智能手機的位移監(jiān)測系統(tǒng)的現場應用 276
參考文獻 278
第6章 基于智能手機的特種結構安全監(jiān)測 281
6.1 基于智能手機的電梯舒適度監(jiān)測與評定 281
6.1.1 電梯舒適度監(jiān)測及舒適度評價標準的發(fā)展 281
6.1.2 基于智能手機的電梯舒適度監(jiān)測系統(tǒng) 283
6.1.3 多種運行模式下的電梯舒適度監(jiān)測與評定 283
6.1.4 不同載重情形下的電梯舒適度監(jiān)測與評定 286
6.1.5 工程應用 288
6.2 基于音頻分類的螺栓松弛損傷檢測 290
6.2.1 螺栓松弛檢測方法的背景與發(fā)展 290
6.2.2 一種新的螺栓松弛檢測方法 292
6.2.3 驗證性實驗 297
6.2.4 單螺栓多分類識別 299
6.2.5 多螺栓多分類識別 300
參考文獻 302
第7章 地震作用下智能手機結構響應監(jiān)測 305
7.1 當前結構地震監(jiān)測與評估現狀 305
7.1.1 當前地震響應監(jiān)測與安全評定研究進展 305
7.1.2 地震響應監(jiān)測存在的問題與挑戰(zhàn) 308
7.1.3 智能手機在結構地震作用下的可監(jiān)測參數 308
7.2 框架結構層間位移監(jiān)測方法研究 309
7.2.1 監(jiān)測思路 310
7.2.2 兩層框架實驗 311
7.3 地震作用下框架結構監(jiān)測實驗 314
7.3.1 框架結構模型 314
7.3.2 損傷模擬方法 315
7.3.3 采集設備、傳感器、振動臺綜述 316
7.3.4 傳感器子系統(tǒng) 317
7.3.5 傳感器布置 320
7.4 損傷工況匯總及地震波輸入 322
7.4.1 損傷工況匯總 322
7.4.2 地震波輸入 323
7.5 智能手機與傳統(tǒng)傳感器結構監(jiān)測響應對比 324
7.5.1 代表工況下加速度響應對比 324
7.5.2 代表工況下頻譜響應對比 329
7.5.3 代表工況下位移響應對比 331
參考文獻 335
第8章 基于手機監(jiān)測數據的地震作用下結構安全評定 337
8.1 基于手機監(jiān)測數據與小波包能量法的結構損傷識別 337
8.1.1 小波分析和結構損傷識別 337
8.1.2 小波包分析 343
8.1.3 損傷指標的構建 347
8.1.4 小波包能量分布圖 348
8.2 基于手機監(jiān)測數據的加速度積分位移方法 351
8.2.1 加速度積分位移時域積分 351
8.2.2 加速度積分位移頻域積分 356
8.2.3 基于其中一層監(jiān)測位移的積分位移修正方法 358
8.2.4 基于一階模態(tài)頻率及截止頻率的積分位移修正方法 366
參考文獻 384
第9章 地震極端情況下的緊急通信與烈度快速評定 387
9.1 E-Explorer應用構建 388
9.2 緊急通信 389
9.2.1 實現原理 389
9.2.2 震后災區(qū)的緊急通信 392
9.2.3 緊急通信連接驗證 394
9.2.4 通信距離實驗驗證 396
9.2.5 信息傳輸實驗 397
9.3 烈度快速評定 401
9.3.1 傳統(tǒng)地震損傷調查方法 401
9.3.2 智能手機烈度調查方法 402
9.3.3 問卷調查 403
9.3.4 圖片采集 406
9.3.5 烈度評估 406
9.3.6 網站的建立 409
參考文獻 411
第10章 公眾參與智能手機監(jiān)測平臺 412
10.1 城市公共安全共享平臺 412
10.1.1 城市公共安全系統(tǒng)框架 412
10.1.2 城市公共安全手機端及應用 414
10.1.3 城市公共安全網站平臺 419
10.1.4 現場實驗及結果分析 421
10.2 長城完整性共享平臺 426
10.2.1 守望長城系統(tǒng)框架 426
10.2.2 守望長城手機端及應用 427
10.2.3 守望長城共享平臺 429
參考文獻 430