申请/专利权人：浙江大学

申请日：2023-12-12

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117723148A

主分类号：G01H17/00

分类号：G01H17/00;G01M5/00;G01C23/00;G01S19/47;G01S19/41

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：一种基于IMU与GNSS融合定位的桥梁涡振检测方法，包括：首先，采集惯性测量单元数据，将其输入预测模块并计算二重积分，生成临时位移；接着，进行桥梁涡激振动Vortex‑InducedVibration，VIV检测，通过识别谐波运动和振幅的检测，判定VIV的发生；如果判断存在VIV振动的可能性，更新模块启动GNSS‑RTK中的GNSS模块控制器，以激活GNSS接收器并获取GNSS‑RTK数据和多径数据；最后，更新模块接收到GNSS‑RTK数据和GNSS数据质量后，GNSS和IMU数据通过卡尔曼滤波器进行融合；其中，融合后的数据被暂时缓存在临时位移中，实现了对桥梁振动和VIV的实时监测，并在必要时进行校准，确保了数据的准确性和可靠性。本发明在低功耗的前提下，实现了稳定的VIV检测率，为桥梁结构的安全性和稳定性提供了全面的保障。

主权项：1.一种基于IMU与GNSS融合定位的桥梁涡振检测方法，包括以下步骤：1由IMU传感器输出加速度和角速度数据至预测模块，经过二重积分，得到临时位移；2对桥梁涡激振动进行数学建模，基于振动模式检测的方法，将其公式化；3监测桥梁振动下的谐波运动和加速度振幅；一方面，对二重积分得到的临时位移进行希尔伯特转化，并根据预先定义的阈值，判断是否发生谐波运动；若大于阈值则返回True；否则，返回False；另一方面，同时根据IMU的加速度和角速度数据，得到振动加速度的振幅大小，并根据预先定义的振幅阈值，判断是否超过振幅阈值；若大于阈值则返回True；否则，返回False；4如果谐波检测返回False或振幅检测返回False，则直接输出临时位移和桥梁涡激振动结果的当前值，接着系统的流程将返回到步骤1；如果谐波检测与振幅检测均返回True，那么本发明被判定为可能发生了桥梁涡激振动事件，则桥梁涡激振动检测模块将输出桥梁涡激振动检测结果，并启动更新模块；5启动GNSS-RTK中的GNSS模块控制器，以激活GNSS接收器并获取GNSS-RTK数据和多路径数据；6通过确定信号的上下包络曲线来获得信号的多径强度；7接收器通过多颗卫星的信号测量自身位置，同时记录每颗卫星的伪距和载波相位信息；伪距是卫星信号传播到接收器的时间与光速相乘得到的距离，而相位是卫星信号传播的波长数；8根据基准站和已知的基准站位置所接收到的卫星信号计算差分，该差分值包含了系统误差；9采用LAMBDA算法进行整周模糊度解算；10通过差分伪距和差分相位的信息，结合整周模糊度解算，得到更准确的GNSS-RTK解算数据；11在更新模块接收到GNSS-RTK数据和GNSS数据质量后，GNSS和IMU数据通过卡尔曼滤波器进行融合；融合后的数据被暂时缓存在临时位移中，用于对桥梁振动的实时监测，接着系统的流程将返回到步骤2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 一种基于IMU与GNSS融合定位的桥梁涡振检测方法

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