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专利号: 2024105931855
申请人: 陕西晖煌建筑劳务有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-03-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高速公路桥涵施工用角度测量方法,包括桥涵角度测量装置本体、压力传感器和电动线性执行器,其特征在于,所述压力传感器安装在桥涵角度测量装置的转杆内,用于获取阻尼橡胶环的时序压力数据,并将时序压力数据传输至电动线性执行器,所述电动线性执行器用于接收时序压力数据,对时序压力数据进行分析,得到分析结果,根据时序压力数据和分析结果控制所述电动线性执行器运行,对转杆施加拉力;

所述对时序压力数据进行分析,得到分析结果,包括:

根据时序上相距最近的两个时序压力数据的数值差异,对时序压力数据进行阈值分割,将时序压力数据划分为至少两个初始数据段;根据所述初始数据段内时序压力数据的离散程度,将所述初始数据段划分为稳定数据段和不稳定数据段;

将不稳定数据段与相距最近且在时序后侧的稳定数据段组合所形成的数值曲线,作为波动曲线,基于预设数量个不同的窗口长度对波动曲线进行移动平均处理,得到对应的预设数量个平滑曲线;

根据波动曲线对应每一个平滑曲线在不同时刻的数据值的分布,确定所述波动曲线的最优平滑曲线,对所述最优平滑曲线内不同时刻的数据值进行聚类,得到至少两个待测类别,对最优平滑曲线中每个待测类别的所有数据点进行特征分析,确定所述波动曲线的特征方向序列,根据所述特征方向序列中数据点的数值大小和数值变化趋势,确定波动曲线的正常程度;

根据所有所述波动曲线的正常程度对当前时刻的时序压力数据进行调整,得到压力调整系数,将所述压力调整系数作为分析结果;

所述基于预设数量个不同的窗口长度对波动曲线进行移动平均处理,得到对应的预设数量个平滑曲线,包括:计算所述波动曲线中时序相邻的两个数据点的欧式距离作为分析距离,将所述分析距离的最小值作为分析窗口长度的最小值,将所述分析距离的最大值作为分析窗口长度的最大值,得到分析窗口长度的取值区间;从所述取值区间中平均选择预设数量个窗口长度;

将任一窗口长度作为分析窗口长度;基于移动平均算法,使用分析窗口长度对应的窗口对波动曲线进行移动平均计算,得到波动曲线中每个时刻的数据值经移动平均计算之后的移动平均值;

将所述移动平均值按照时序组成平滑曲线;得到预设数量个平滑曲线;

所述对所述最优平滑曲线内不同时刻的数据值进行聚类,得到至少两个待测类别,包括:基于手肘法确定待测类别的类别数量;将所述类别数量作为k值,使用k-means聚类算法对所述最优平滑曲线内不同时刻的数据值进行聚类,得到类别数量个待测类别;

所述对最优平滑曲线中每个待测类别的所有数据点进行特征分析,确定所述波动曲线的特征方向序列,包括:基于主成分分析算法,对每个待测类别的所有数据点进行主成分分析,确定待测类别中每个数据点的特征向量,其中,所述特征向量包括特征值;

将所述特征值最大所对应的特征向量作为待测类别的类别向量;

将所有待测类别的所述类别向量按照每个待测类别中数据点的时序的均值由小到大的顺序进行排序,得到所述波动曲线的特征方向序列;

所述根据所有所述波动曲线的正常程度对当前时刻的时序压力数据进行调整,得到压力调整系数,包括:计算所有波动曲线的正常程度的均值的反比例归一化值作为异常影响指标;

计算异常影响指标与当前时刻的时序压力数据的乘积作为压力调整系数;

所述根据所述初始数据段内时序压力数据的离散程度,将所述初始数据段划分为稳定数据段和不稳定数据段,包括:计算每个初始数据段内时序压力数据的方差值作为对应初始数据段的数值离散系数;

将所述数值离散系数小于预设系数阈值的初始数据段作为稳定数据段,其他的初始数据段作为不稳定数据段。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路桥涵施工用角度测量方法,其特征在于,所述根据波动曲线对应每一个平滑曲线在不同时刻的数据值的分布,确定所述波动曲线的最优平滑曲线,包括:计算所述平滑曲线内所有时刻的数据值的方差作为曲线波动程度;

将波动曲线对应的所有平滑曲线的曲线波动程度,按照对应分析窗口长度由小到大的顺序进行排列,得到波动序列;

计算所述波动序列中相邻两个曲线波动程度的差值作为对应后一个平滑曲线的优选系数,其中,第一个平滑曲线的优选系数为0;

将所述优选系数的最大值所对应的平滑曲线作为最优平滑曲线。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路桥涵施工用角度测量方法,其特征在于,所述根据所述特征方向序列中数据点的数值大小和数值变化趋势,确定波动曲线的正常程度,包括:将所述特征值作为所述特征方向序列中数据点的数值,计算所述特征方向序列中所有特征值的均值作为特征数值影响因子;

计算所有特征值的方差作为特征波动影响因子;

将所述特征方向序列中最后一个特征值的数值的归一化值作为特征趋势影响因子;

计算所述根据所述特征数值影响因子、所述特征波动影响因子和所述特征趋势影响因子的乘积的反比例归一化值,作为波动曲线的正常程度。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路桥涵施工用角度测量方法,其特征在于,所述根据时序压力数据和分析结果控制所述电动线性执行器运行,对转杆施加拉力,包括:将当前时刻的所述时序压力数据和压力调整系数输入至预训练的VGG-NET神经网络模型中,得到所述电动线性执行器的运行时间,控制所述电动线性执行器运行所述运行时间,对转杆施加拉力。

5.根据权利要求1所述的一种高速公路桥涵施工用角度测量方法,其特征在于,所述根据时序上相距最近的两个时序压力数据的数值差异,对时序压力数据进行阈值分割,将时序压力数据划分为至少两个初始数据段,包括:计算时序上相距最近的两个时序压力数据的数据值的差值绝对值,作为后一个时序压力数据对应时刻的压力差异;其中,初始时刻的压力差异为0;

基于otsu阈值分割算法,对所有时刻的压力差异进行阈值分割,得到至少两个初始数据段。