Data Fusion of Heterogeneous Sensor Measurements for Enhanced Structural Modeling

用于增强结构建模的异构传感器测量数据融合

基本信息

  • 批准号:
    1100321
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-07-01 至 2015-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The objective of this project is to effectively combine the qualities of different sensor types of a dynamic monitoring network to capitalize on the intrinsic redundancies of the measured data to identify the structural model parameters. Currently there is increasing activity in the area of structural health monitoring using newly emerging, dynamic sensor technologies. There is, however, no clear framework to best combine these heterogeneous measurement quantities for health monitoring purposes. In this project, this dual parameter and state estimation problem with different types of sensor measurements is formulated as a nonlinear estimation problem. In this study, the challenges that will be addressed in dealing with this nonlinear dual state and parameter estimation problem are: 1) the implementation of the approach to large structural problems with many unmeasured states and parameters to be identified and 2) determining the required sensor configurations and resolution to ensure "observability" such that the measured quantities are, indeed, useful and usable for this nonlinear estimation problem. The theoretical developments and the proposed identification approach will be experimentally validated with the laboratory model of a building structure and also with a leveraged data set from a major long-span bridge collected by the principal investigator. This study is expected to provide a validated approach to maximize the return on the use of the heterogeneous sensor networks and an important practical tool to the structural engineering community for better health monitoring, management and maintenance of critical civil infrastructure system with improved life safety. The PI has an industry/agency outreach plan, and will rapidly introduce the dual state-parameter estimation concepts in a graduate course under development. The project will also provide advanced training to graduate and undergraduate students through their direct involvements in this project.
本计画的目标是有效地将动态监测网路中不同类型感测器的特性联合收割机,利用量测资料的内在冗余性,辨识结构模型参数。目前,有越来越多的活动,在该领域的结构健康监测使用新兴的,动态传感器技术。然而,没有明确的框架来最好地联合收割机这些异质测量量用于健康监测目的。在本项目中,将具有不同类型传感器测量值的双重参数和状态估计问题表述为非线性估计问题。在这项研究中,在处理这种非线性对偶状态和参数估计问题时将解决的挑战是:1)对具有许多待识别的未测量状态和参数的大型结构问题的方法的实施,以及2)确定所需的传感器配置和分辨率以确保“可观测性”,使得测量的量确实,有用的和可用于该非线性估计问题。理论的发展和提出的识别方法将实验验证与实验室模型的建筑结构,也与杠杆数据集从一个主要的大跨度桥梁收集的主要研究者。这项研究预计将提供一个有效的方法,以最大限度地提高回报的异构传感器网络的使用和一个重要的实用工具,结构工程界更好的健康监测,管理和维护的关键民用基础设施系统,提高生命安全。PI有一个行业/机构推广计划,并将在正在开发的研究生课程中迅速引入双状态参数估计概念。该项目还将通过直接参与该项目为研究生和本科生提供高级培训。

项目成果

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  • 批准号:
    RGPIN-2020-06498
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    2021
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    $ 28.07万
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    487610-2016
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  • 资助金额:
    $ 28.07万
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  • 批准号:
    487610-2016
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