[发明专利]桥梁索力高精度动态测量方法、装置和计算机设备

权利要求书

1.一种桥梁索力高精度动态测量方法，其特征在于，所述方法包括：

利用雷达传感器获取桥梁拉索的拉索形变数据；

将桥梁拉索划分为多个子段，根据所述拉索形变数据和所述多个子段，构建时域矩阵；

利用正弦幅度相位估计方式对所述时域矩阵进行时域分析，得到频域图像；

从所述频域图像中提取基频，根据所述基频计算索力大小；

将桥梁拉索划分为多个子段，根据所述拉索形变数据和所述多个子段，构建时域矩阵，包括：

根据预先设置的频率范围、频率分辨间隔、时间片长度以及时间片重叠量，将桥梁拉索划分为多个子段，根据所述拉索形变数据和所述多个子段，构建时域矩阵；

所述利用正弦幅度相位估计方式对所述时域矩阵进行时域分析，得到频域图像，包括：

构建每一根桥梁拉索对应的形变模型为：

其中，ω_k为输入信号频率，α_k为复值频谱幅度，c_n表示噪声和干扰；

设置最优M阶滤波器向量为：

h(ω_k)＝[w₀,w₁,…w_M-1]^T

其中，M小于等于N，N表示时间片长度，

对如下优化函数进行寻优：

满足:h^Ha_M(ω_k)＝1

其中，y(l)＝[s(n_i+l)，s(n_i+l+1)，…，s(n_i+l+M-1)]^T，()^H表示复数向量共轭转置运算，h表示最优M阶滤波器向量h(ω_k)；

根据寻优结果，得到ω_k频点处的最优滤波器向量h_APES和频谱幅度α(ω)为：

其中，表示输入形变的傅里叶变换频率响应，L＝N-M+1，Q＝R-g(ω_k)g^H(ω_k)表示数据的噪声协方差矩阵，

根据时域矩阵中每个频点的频率响应，得到频域图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用雷达传感器获取桥梁拉索的拉索形变数据之后，所述方法还包括：

利用高通滤波方式滤除所述拉索形变数据中的直流偏置分量和低频噪声。

3.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，所述从所述频域图像中提取基频，根据所述基频计算索力大小，包括：

从所述频域图像中提取基频，将所述基频作为两路输出，其中一路输出用于反馈进行时频分析，另一路输出所述基频计算索力大小。

4.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，从所述频域图像中提取基频，根据所述基频计算索力大小，包括：

通过对所述频域图像中的波峰进行搜索，得到频谱峰值列表；

根据波峰对应基频的关系，确定基频的初步估计值；

根据不同桥梁拉索之间的相同干扰频率和误差，确定基频；

根据所述基频计算索力大小。

5.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，从所述频域图像中提取基频，根据所述基频计算索力大小，包括：

从所述频域图像中提取基频，根据所述基频计算索力大小为：

其中，W表示拉索单位质量，L表示拉索长度，ω₀表示基频，F表示索力。