本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信及傳感器，主要涉及無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在面向建筑監(jiān)測(cè)時(shí)，對(duì)低功耗無(wú)線位移傳感器的信號(hào)獲取、數(shù)據(jù)采集及協(xié)同計(jì)算，尤其涉及基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的紅外對(duì)射式建筑位移監(jiān)測(cè)方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信、傳感器及邊緣計(jì)算等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)各類建筑對(duì)象進(jìn)行在線數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)，具有極為重要的價(jià)值。

2、面向建筑監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)包括若干無(wú)線協(xié)同基站和分布式低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。通過(guò)在建筑物內(nèi)部（包括構(gòu)件表面、內(nèi)部及連接間隙）預(yù)埋分布式低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)陣列，對(duì)目標(biāo)建筑整體及局部區(qū)域的傳感狀態(tài)變量進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；所述傳感狀態(tài)變量包括可觀測(cè)的結(jié)構(gòu)形態(tài)變量及對(duì)與內(nèi)部相關(guān)物理變量。

3、建筑安全監(jiān)測(cè)面向目標(biāo)建筑整體及局部區(qū)域的位移、變形、損傷及老化等方面，對(duì)相關(guān)狀態(tài)變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測(cè)評(píng)估；其中，建筑位移監(jiān)測(cè)是監(jiān)測(cè)評(píng)估各類建筑變形的基礎(chǔ)；通過(guò)對(duì)分布式離散目標(biāo)點(diǎn)位移的數(shù)據(jù)采集，可以對(duì)目標(biāo)區(qū)域的位移分布進(jìn)行擬合計(jì)算，從而對(duì)主體結(jié)構(gòu)的整體輪廓變形及局部變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估。所述目標(biāo)點(diǎn)為構(gòu)件表面區(qū)域有代表性的可觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先被設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵構(gòu)件上。

4、用于建筑監(jiān)測(cè)的位移傳感器可以被劃分為觀測(cè)式位移傳感器（遠(yuǎn)點(diǎn)位移傳感器）和接近式近點(diǎn)位移傳感器；所述觀測(cè)式位移傳感器用于對(duì)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于遠(yuǎn)距離觀測(cè)點(diǎn)（參考點(diǎn)）的位移檢測(cè)；所述近點(diǎn)位移傳感器用于對(duì)目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于近距離物體的相對(duì)位移檢測(cè)。顯然，至少對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)上的部分關(guān)鍵目標(biāo)點(diǎn)用觀測(cè)式位移位移傳感器（位移監(jiān)測(cè)設(shè)備）進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)；在此基礎(chǔ)上可再使用近點(diǎn)位移傳感器對(duì)相鄰構(gòu)件之間連接間隙進(jìn)行相對(duì)位移監(jiān)測(cè)。

5、現(xiàn)有市場(chǎng)上觀測(cè)式位移傳感器主要基于激光、紅外、無(wú)線射頻、超聲等物理信號(hào)傳輸方式。在未設(shè)置無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)之前，建筑構(gòu)件表面缺乏預(yù)埋傳感器節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)有觀測(cè)式位移傳感器大多以反射式測(cè)距為主，包括基于光線時(shí)間飛行、三角回差、相移、干涉、光譜共焦等方法的激光或紅外位移傳感器。通過(guò)對(duì)指定觀測(cè)方向測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的距離，可計(jì)算反射點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

6、現(xiàn)有觀測(cè)式位移傳感器技術(shù)，主要通過(guò)檢測(cè)激光或紅外（包括紅外激光）的反射距離而計(jì)算反射點(diǎn)的位置坐標(biāo)；這種反射式測(cè)距方法雖然距離檢測(cè)精度高、單次檢測(cè)便利性好及通用性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)；但對(duì)于建筑表面區(qū)域的分布式目標(biāo)點(diǎn)位移的在線跟蹤監(jiān)測(cè)，仍存在以下技術(shù)缺陷：

7、1)目標(biāo)點(diǎn)位移跟蹤問(wèn)題：考慮局部位移及變形，目標(biāo)構(gòu)件表面的反射點(diǎn)并非原來(lái)的真目標(biāo)點(diǎn)，難以對(duì)真目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)；反射法的測(cè)距精度并不代表目標(biāo)點(diǎn)位移測(cè)量精度（即便對(duì)于垂直入射方向的離面位移）。即便觀測(cè)目標(biāo)區(qū)域的剛體構(gòu)件，仍需要多向、多點(diǎn)距離檢測(cè)才能計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)位移。

8、2)小角度方向觀測(cè)問(wèn)題：由于需要測(cè)量反射光，正視角觀測(cè)方向有利于高精度測(cè)距；但若需要測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的表面切向位移（如垂直立面的側(cè)向位移及沉降位移），則須另外設(shè)置小角度觀測(cè)方向。如最常用的三角回差法位移傳感器測(cè)量表面切向位移時(shí)，常需要在反射點(diǎn)位置安裝反射鏡。

9、3)目標(biāo)表面性質(zhì)的影響：反射式測(cè)距會(huì)受到被測(cè)物體表面性質(zhì)、形狀及環(huán)境因素的影響；尤其在小角度測(cè)量切向位移時(shí)，若不安裝反射鏡可能無(wú)法測(cè)量或精度大幅度下降。雖然可以安裝反射鏡測(cè)量個(gè)別目標(biāo)點(diǎn)位移；但同一反射鏡只能支持特定方向的位移測(cè)量，而安裝數(shù)量較多的反射鏡陣列，不僅會(huì)失去反射式測(cè)距的便利性優(yōu)勢(shì)，還會(huì)帶來(lái)安裝維護(hù)成本及外觀環(huán)境的問(wèn)題。

10、4)觀測(cè)點(diǎn)區(qū)域的設(shè)置問(wèn)題：考慮到對(duì)觀測(cè)設(shè)備的供電及維護(hù)的便利性，觀測(cè)點(diǎn)區(qū)域不能太多，設(shè)置少量（如2~3個(gè)）觀測(cè)點(diǎn)區(qū)域就能支持對(duì)大面積、大視角的目標(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)的分布式目標(biāo)點(diǎn)的三維位移進(jìn)行高精度在線監(jiān)測(cè)；但由于反射式測(cè)距需在特定觀測(cè)方向測(cè)量特定位移方向，不利于減少觀測(cè)點(diǎn)區(qū)域數(shù)量的設(shè)置。

11、在單點(diǎn)觀測(cè)式位移檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)光學(xué)圖像檢測(cè)（如主動(dòng)紅外激光掃描、被動(dòng)熱紅外成像檢測(cè)設(shè)備），可快速對(duì)目標(biāo)建筑表面的分布式距離及位置坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，尤其對(duì)視場(chǎng)區(qū)域的相對(duì)位移的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)局部鼓脹、裂痕等表面損傷具有較好的監(jiān)測(cè)效果。但由于設(shè)備單機(jī)成本高、單點(diǎn)位移測(cè)量絕對(duì)精度不高、對(duì)視窗目標(biāo)點(diǎn)缺乏選擇性、復(fù)雜的圖像處理算法等問(wèn)題，光學(xué)圖像檢測(cè)更適合于在短距離、正視角對(duì)目標(biāo)區(qū)域相對(duì)位移及損傷的監(jiān)測(cè)；而非對(duì)分布式關(guān)鍵目標(biāo)點(diǎn)的長(zhǎng)期在線跟蹤監(jiān)測(cè)。

12、相比于反射式測(cè)距技術(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)射式位移傳感器可以克服上述部分技術(shù)缺陷，但仍需解決以下問(wèn)題∶1)在建筑物表面安裝傳感器節(jié)點(diǎn)（發(fā)射器或接收器）的低成本安裝問(wèn)題；2)超低功耗問(wèn)題：需采取無(wú)源節(jié)點(diǎn)或超低功耗有源節(jié)點(diǎn)（一次性超長(zhǎng)電池續(xù)航），則可大大有利于解決安裝維護(hù)及防水問(wèn)題（全非封閉結(jié)構(gòu)）；3)多個(gè)位移方向的測(cè)量計(jì)算問(wèn)題：通過(guò)多向映射轉(zhuǎn)換，精確計(jì)算任意坐標(biāo)系的三維位移矢量，包括建筑表面切向位移及離面位移；4)長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)測(cè)的位移量程問(wèn)題：當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)發(fā)生較大位移導(dǎo)致位移量程不夠時(shí)，應(yīng)能夠快速調(diào)節(jié)對(duì)射方向使發(fā)射器與接收器對(duì)準(zhǔn)。

13、在上述各種反射式或?qū)ι涫綔y(cè)距方法中，需考慮選擇激光還是紅外（包括紅外激光）傳輸方式。其中，激光位移傳感器在遠(yuǎn)距離檢測(cè)精度相對(duì)更高。但由于遠(yuǎn)距離激光發(fā)射器需要提前預(yù)熱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)啟動(dòng)的低功耗機(jī)制；若采用對(duì)射式，只能將低功耗無(wú)線激光接收器預(yù)埋于目標(biāo)建筑構(gòu)件的表面，其技術(shù)復(fù)雜度及綜合成本相對(duì)較高，適合對(duì)關(guān)鍵目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

14、而紅外發(fā)射器、接收器均具有低成本、小體積、低功耗、可瞬態(tài)啟動(dòng)（無(wú)預(yù)熱或短暫預(yù)熱）的優(yōu)點(diǎn)。在一定的觀測(cè)距離范圍，選擇分布式紅外發(fā)射器預(yù)埋于目標(biāo)區(qū)域，而安裝在觀測(cè)點(diǎn)紅外接收器可對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)區(qū)域多個(gè)紅外發(fā)射點(diǎn)，非常有利于低成本的大規(guī)模節(jié)點(diǎn)陣列預(yù)埋。但尤其需要考慮解決環(huán)境背景紅外輻射的干擾問(wèn)題。

15、因此，在考慮面向建筑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需求的背景下，基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)預(yù)埋低功耗無(wú)線位移傳感器節(jié)點(diǎn)，對(duì)建筑構(gòu)件表面目標(biāo)點(diǎn)位移變量及三維位移矢量，進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)性追蹤監(jiān)測(cè)，成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，如何使紅外對(duì)射式位移傳感器獲得瞬態(tài)激勵(lì)喚醒，具有瞬態(tài)啟動(dòng)的超低功耗，如何使紅外接收器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)區(qū)域，對(duì)目標(biāo)點(diǎn)紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外脈沖信號(hào)進(jìn)行耦合采集，解決環(huán)境背景紅外輻射的干擾問(wèn)題；如何計(jì)算紅外入射信號(hào)的強(qiáng)度峰值及視窗位移變量，并通過(guò)多向映射轉(zhuǎn)換計(jì)算三維位移矢量，獲得對(duì)位移變量的高精度數(shù)據(jù)采集，對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的紅外對(duì)射式建筑位移監(jiān)測(cè)方法和裝置。

3、第一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的紅外對(duì)射式建筑位移監(jiān)測(cè)方法，所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)被若干協(xié)同基站無(wú)線覆蓋；紅外對(duì)射式位移傳感器包括設(shè)置于建筑構(gòu)件表面目標(biāo)點(diǎn)的紅外發(fā)射器和安裝在觀測(cè)點(diǎn)的紅外接收器，所述協(xié)同基站通過(guò)采集所述紅外接收器上傳的視窗位移變量，對(duì)所述建筑構(gòu)件表面的目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，所述方法包括以下步驟：所述紅外發(fā)射器和紅外接收器被激勵(lì)喚醒后，所述紅外接收器通過(guò)其接收視窗接收所述紅外發(fā)射器對(duì)射發(fā)送的紅外脈沖信號(hào)；所述紅外接收器在同步采樣周期通過(guò)光電耦合陣列對(duì)紅外入射信號(hào)進(jìn)行耦合采集，獲得與視窗響應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的強(qiáng)度分布；所述紅外接收器基于所述強(qiáng)度分布通過(guò)二維峰值擬合計(jì)算得到與所述紅外入射信號(hào)的強(qiáng)度峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的視窗位移變量；所述紅外接收器無(wú)線應(yīng)答發(fā)送所述視窗位移變量給所述協(xié)同基站，所述協(xié)同基站根據(jù)對(duì)所述視窗位移變量的數(shù)據(jù)采集，對(duì)所述目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算及跟蹤監(jiān)測(cè)。

4、可選地，所述紅外接收器以窄視角對(duì)準(zhǔn)接收所述紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外脈沖信號(hào)；所述紅外接收器對(duì)通過(guò)所述接收視窗接收的紅外入射信號(hào)進(jìn)行光學(xué)過(guò)濾，并通過(guò)光學(xué)聚焦調(diào)節(jié)對(duì)接收視角范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，以對(duì)準(zhǔn)接收所述紅外發(fā)射器單點(diǎn)或多點(diǎn)所在區(qū)域。

5、可選地，所述紅外發(fā)射器以預(yù)埋或表面安裝方式被設(shè)置于所述建筑構(gòu)件表面上，所述紅外發(fā)射器通過(guò)在構(gòu)件表面上的微孔紅外發(fā)射窗發(fā)射所述紅外脈沖信號(hào)；所述紅外脈沖信號(hào)為所述紅外發(fā)射器在窄帶紅外頻段發(fā)射的一種高頻脈沖調(diào)制信號(hào)，使得所述紅外接收器通過(guò)對(duì)所述光電耦合陣列的耦合采集信號(hào)進(jìn)行高頻帶通濾波，以剔除其中對(duì)背景紅外輻射的耦合采集信號(hào)。

6、可選地，所述協(xié)同基站基于對(duì)所述視窗位移變量的采集數(shù)據(jù)，根據(jù)紅外接收的窗口入射角通過(guò)多向映射轉(zhuǎn)換將所述紅外接收器采集上傳的視窗位移映射轉(zhuǎn)換為入射面位移，再根據(jù)所述入射面位移映射轉(zhuǎn)換為給定坐標(biāo)系的目標(biāo)點(diǎn)的位移矢量。

7、可選地，由至少兩個(gè)不同觀測(cè)接收方向的紅外接收器對(duì)準(zhǔn)接收同一目標(biāo)區(qū)域相同或不同的目標(biāo)點(diǎn)，所述協(xié)同基站根據(jù)采集獲得的不同對(duì)射方向的視窗位移變量，通過(guò)映射轉(zhuǎn)換分別獲得不同方向的入射面位移，再將所述入射面位移以多向映射轉(zhuǎn)換合成為指定坐標(biāo)系的三維位移矢量；所述入射面位移即目標(biāo)點(diǎn)位移矢量在入射面的投影矢量。

8、可選地，所述紅外發(fā)射器和紅外接收器為低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，所述紅外發(fā)射器在被無(wú)線激勵(lì)喚醒后，根據(jù)接收到所述協(xié)同基站發(fā)送的無(wú)線同步群讀信號(hào)，發(fā)射所述紅外脈沖信號(hào)；所述紅外接收器根據(jù)接收到的所述同步群讀信號(hào)啟動(dòng)對(duì)所述視窗位移變量的信號(hào)采集。

9、可選地，所述紅外接收器對(duì)所述目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行分期跟蹤監(jiān)測(cè)，并上傳本期和/或不同分期的視窗位移變量；在啟動(dòng)新的一期定點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)之前，所述紅外接收器通過(guò)對(duì)接收姿態(tài)方向參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)，使得經(jīng)過(guò)所述調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)后所述峰值坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的本期初始坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)進(jìn)入所述視窗響應(yīng)區(qū)域的初始坐標(biāo)范圍。

10、可選地，所述紅外接收器在保持接收姿態(tài)方向不變的前提下，對(duì)已調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)的紅外發(fā)射器的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)；根據(jù)當(dāng)前一次采集得到的峰值坐標(biāo)相對(duì)于本期初始坐標(biāo)的偏移量，計(jì)算本期的坐標(biāo)位移，并通過(guò)多向映射轉(zhuǎn)換計(jì)算入射面位移。

11、可選地，當(dāng)需要選擇對(duì)新的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)時(shí)，所述協(xié)同基站通過(guò)引用對(duì)所述目標(biāo)點(diǎn)最近一次調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)的接收姿態(tài)方向參數(shù)，對(duì)所述紅外接收器的接收姿態(tài)方向參數(shù)進(jìn)行回歸調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)；若在對(duì)所述目標(biāo)點(diǎn)最近一次調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)之后發(fā)生了新的坐標(biāo)位移，則通過(guò)引用基于所述坐標(biāo)位移對(duì)所述接收姿態(tài)方向參數(shù)獲得的修正值，對(duì)所述紅外接收器的接收姿態(tài)方向參數(shù)進(jìn)行回歸調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)。

12、可選地，當(dāng)所述目標(biāo)點(diǎn)超出所述視窗響應(yīng)區(qū)域時(shí)，所述協(xié)同基站通過(guò)無(wú)線控制所述紅外接收器調(diào)節(jié)增大接收視角范圍，使得當(dāng)前被掃描覆蓋的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)入所述視窗響應(yīng)區(qū)域；當(dāng)所述協(xié)同基站通過(guò)無(wú)線控制所述紅外接收器調(diào)節(jié)所述接收視角范圍，使得當(dāng)前采集的峰值坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)進(jìn)入所述視窗響應(yīng)區(qū)域的初始坐標(biāo)范圍后，再調(diào)節(jié)縮小所述接收視角范圍并進(jìn)行必要的姿態(tài)糾偏，以提升所述紅外接收器對(duì)接收方向角度的光學(xué)分辨精度。

13、第二方面，本發(fā)明還公開(kāi)了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的紅外對(duì)射式建筑位移監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置為紅外對(duì)射式位移傳感器，其特征在于，所述紅外對(duì)射式位移傳感器包括設(shè)置于建筑構(gòu)件表面目標(biāo)點(diǎn)的紅外發(fā)射器和安裝在觀測(cè)點(diǎn)的紅外接收器，所述紅外接收器接收紅外發(fā)射器對(duì)射發(fā)送的紅外脈沖信號(hào)，并將采集的視窗位移變量上傳給無(wú)線協(xié)同基站，所述紅外接收器由以下模塊構(gòu)成：?jiǎn)拘呀邮漳K：用于被激勵(lì)喚醒后通過(guò)其接收視窗接收所述紅外發(fā)射器對(duì)射發(fā)送的紅外脈沖信號(hào)；耦合采集模塊：用于在同步采樣周期通過(guò)光電耦合陣列對(duì)紅外入射信號(hào)進(jìn)行耦合采集，獲得與視窗響應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的強(qiáng)度分布；位移計(jì)算模塊：用于基于所述強(qiáng)度分布通過(guò)二維峰值擬合計(jì)算得到與所述紅外入射信號(hào)的強(qiáng)度峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的視窗位移變量；應(yīng)答發(fā)送模塊：用于無(wú)線應(yīng)答發(fā)送所述視窗位移變量給所述協(xié)同基站，所述協(xié)同基站根據(jù)對(duì)所述視窗位移變量的數(shù)據(jù)采集，對(duì)所述目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算及跟蹤監(jiān)測(cè)。

14、可選地，所述耦合采集模塊將進(jìn)入所述接收視窗的紅外入射信號(hào)轉(zhuǎn)換為二維強(qiáng)度分布，具體由以下單元構(gòu)成：光電耦合陣列：用于將經(jīng)過(guò)光學(xué)處理的所述紅外入射信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電耦合信號(hào)；掃描選擇單元：通過(guò)發(fā)送掃描選擇信號(hào)對(duì)所述光電耦合陣列中的光電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行掃描選擇；濾波采樣單元：對(duì)所述光電耦合信號(hào)按所述紅外入射信號(hào)的脈沖頻率進(jìn)行高頻帶通濾波，剔除所述光電耦合信號(hào)中包含的對(duì)紅外背景輻射的采集信號(hào)；分布采集單元：對(duì)濾波后的采樣信號(hào)進(jìn)行a/d采集，獲得與所述光電耦合陣列對(duì)應(yīng)的二維強(qiáng)度分布。

15、從上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可知，本發(fā)明基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，低功耗無(wú)線紅外對(duì)射式位移傳感器在被激勵(lì)喚醒后的瞬態(tài)時(shí)隙進(jìn)行信號(hào)發(fā)送及接收采集，具有瞬態(tài)無(wú)線啟動(dòng)的超低功耗機(jī)制；紅外接收器對(duì)準(zhǔn)接收目標(biāo)點(diǎn)紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外脈沖信號(hào)，對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行定點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)；紅外接收器通過(guò)光電耦合陣列對(duì)紅外入射信號(hào)進(jìn)行耦合采集，獲得與視窗響應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的強(qiáng)度分布，通過(guò)二維峰值擬合計(jì)算得到強(qiáng)度峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的視窗位移變量，獲得高精度位移變量數(shù)據(jù)采集；基于對(duì)視窗位移變量采集數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位移進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算及跟蹤監(jiān)測(cè)，解決了小角度方向觀測(cè)、高精度位移變量采集及多個(gè)位移方向的測(cè)量計(jì)算問(wèn)題。

16、因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明紅外對(duì)射式位移傳感器通過(guò)紅外接收器以窄視角對(duì)準(zhǔn)接收紅外發(fā)射器發(fā)射的大角度紅外脈沖信號(hào)，紅外接收器通過(guò)對(duì)紅外入射信號(hào)進(jìn)行耦合采集，計(jì)算視窗位移變量，獲得高精度位移變量數(shù)據(jù)采集，解決環(huán)境背景紅外輻射干擾問(wèn)題；通過(guò)定點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)及映射轉(zhuǎn)換計(jì)算，解決了多個(gè)位移方向的映射計(jì)算問(wèn)題，可精確計(jì)算任意坐標(biāo)系的三維位移矢量。

17、本發(fā)明紅外對(duì)射式位移傳感器，紅外發(fā)射器和紅外接收器均為可瞬態(tài)激勵(lì)喚醒的低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)；預(yù)埋于目標(biāo)區(qū)域的紅外發(fā)射器可以為被低頻激勵(lì)的無(wú)源節(jié)點(diǎn)或?yàn)槌凸挠性垂?jié)點(diǎn)，具有易于激勵(lì)快速尋找、低成本、小體積、封閉結(jié)構(gòu)、易于防水及快速預(yù)埋安裝等優(yōu)點(diǎn)，非常有利于在建筑區(qū)域以分布式節(jié)點(diǎn)陣列進(jìn)行大規(guī)模預(yù)埋；紅外接收器可安裝于大角度觀測(cè)方向范圍內(nèi)任意指定的觀測(cè)點(diǎn)區(qū)域，以窄視角對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)區(qū)域?qū)σ粋€(gè)或多個(gè)紅外發(fā)射點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)，有利于提升光學(xué)觀測(cè)精度、減少觀測(cè)點(diǎn)區(qū)域設(shè)置數(shù)量；通過(guò)對(duì)紅外脈沖信號(hào)濾波，解決環(huán)境背景紅外輻射的干擾問(wèn)題。