[實(shí)用新型]一種基于數(shù)字照相技術(shù)的巖土工程變形遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920078091.5
• 申請(qǐng)日: 2009-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201463843U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉學(xué)增;朱合華;羅仁立;周春霖;葉康;朱愛(ài)璽;楊建華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海同巖土木工程科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/16
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/16
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及邊坡工程，特別是涉及一種基于數(shù)字照相技術(shù)的巖土工程變形遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和Web技術(shù)相結(jié)合運(yùn)用到土木工程監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)外學(xué)者和專(zhuān)家對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)了一些應(yīng)用于大型工程實(shí)踐的變形監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。周?chē)?guó)浩、郝迎吉等(2003)開(kāi)發(fā)了激光隧道圍巖位移遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、高精度、無(wú)接觸地監(jiān)測(cè)隧道圍巖的變形位移并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，系統(tǒng)可用于巖土邊坡、基坑、大壩、建筑物及橋梁等的位移監(jiān)測(cè)。伍毅敏、呂康成(2004)應(yīng)用激光技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)開(kāi)發(fā)了隧道位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了隧道二維位移的高精度、自動(dòng)、實(shí)時(shí)和遠(yuǎn)程量測(cè)。該兩種系統(tǒng)運(yùn)用激光技術(shù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，費(fèi)用昂貴，且沒(méi)有運(yùn)用無(wú)限傳輸系統(tǒng)，在沒(méi)有通網(wǎng)絡(luò)的邊遠(yuǎn)地區(qū)該系統(tǒng)使用受限。

傳感器監(jiān)測(cè)變形設(shè)備費(fèi)用高，傳感器的布設(shè)、維護(hù)、施工困難，成本也高；全站儀進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)需人員進(jìn)行采集，耗費(fèi)人力，對(duì)人員要求高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，設(shè)備昂貴；衛(wèi)星定位精度高但費(fèi)用很高，無(wú)法普及；CCD進(jìn)行攝影測(cè)量主要運(yùn)用工業(yè)相機(jī)，設(shè)備費(fèi)用高，遠(yuǎn)距離拍攝精度低等缺點(diǎn)。

隨著各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和大量巖土工程的開(kāi)展，采用數(shù)碼相機(jī)的照相測(cè)量技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到這個(gè)領(lǐng)域中。2004年，Gaich，A等人講述了專(zhuān)業(yè)巖體圖像分析軟件JointMetriX3D在巖體結(jié)構(gòu)非接觸測(cè)量方面的應(yīng)用。2004年，Maerz等人總結(jié)前人對(duì)巖體碎片圖像識(shí)別研究的基礎(chǔ)上將該技術(shù)應(yīng)用到了巖石隧道開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)。2005年，Kemeny，John等人使用LIDAR(三維激光掃描儀)測(cè)量、高解析度數(shù)碼相機(jī)以及數(shù)據(jù)處理的軟件對(duì)巖體進(jìn)行識(shí)別分類(lèi)以及可視化展示。2005年，日本人Y.Ohnish等人應(yīng)用數(shù)字照相技術(shù)對(duì)邊坡進(jìn)行三維位移分析，得到了3mm精度。2004年到2005年間，西南交通大學(xué)的劉大剛、賈劉強(qiáng)在其碩士論文中詳細(xì)的敘述了數(shù)字圖像處理技術(shù)在巖石隧道位移量測(cè)中的應(yīng)用，主要應(yīng)用自由拍攝二次比較方法，僅針對(duì)有標(biāo)志點(diǎn)情況進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，應(yīng)用到實(shí)際已運(yùn)營(yíng)的隧道中。2005年，王國(guó)輝、馬莉等實(shí)現(xiàn)檢測(cè)洞室三維收斂近景攝影測(cè)量。上述數(shù)字照相系統(tǒng)都沒(méi)有引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和亞像素圖像處理技術(shù)等，沒(méi)有形成對(duì)巖土工程變形監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)化程度低，不能做到適時(shí)預(yù)警。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于數(shù)字照相技術(shù)的巖土工程變形遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種基于數(shù)字照相技術(shù)的巖土工程變形遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像采集裝置、無(wú)線(xiàn)傳輸裝置以及遠(yuǎn)程分析處理控制裝置，所述的圖像采集裝置包括多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)、數(shù)碼相機(jī)以及工控機(jī)，所述的多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)均勻設(shè)于巖土工程的待監(jiān)控處，所述的數(shù)碼相機(jī)設(shè)于多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的相對(duì)側(cè)，該數(shù)碼相機(jī)與工控機(jī)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接，所述的工控機(jī)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸裝置與遠(yuǎn)程分析處理控制裝置無(wú)線(xiàn)連接.

所述的標(biāo)志點(diǎn)包括混凝土基座、支撐桿以及標(biāo)志面，所述的標(biāo)志面通過(guò)支撐桿設(shè)于混凝土基座的上方，所述的標(biāo)志面為一黑底的正方形，其中心處設(shè)有一白色的標(biāo)志圓。

所述的圖像采集裝置還包括云臺(tái)，所述的數(shù)碼相機(jī)以及工控機(jī)設(shè)于云臺(tái)上，所述的巖土工程的待監(jiān)控處為邊坡，所述的多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的混凝土基座均勻埋設(shè)于邊坡的地面下。

所述的巖土工程的待監(jiān)控處為隧道斷面，所述的數(shù)碼相機(jī)設(shè)于可通視的隧道拱頂，所述的多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的混凝土基座均勻埋設(shè)于隧道斷面內(nèi)。

所述的數(shù)碼相機(jī)與巖土工程待監(jiān)控處的距離在50m以?xún)?nèi)。

所述的正方形標(biāo)志面的尺寸為200mm*200mm，其上的標(biāo)志圓直徑為100mm。

所述的數(shù)碼相機(jī)為佳能G9數(shù)碼相機(jī)。

所述的無(wú)線(xiàn)傳輸裝置通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)或者GPRS網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程分析處理控制裝置連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、成本低廉：采用普通數(shù)碼相機(jī)，價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工業(yè)用量測(cè)相機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需人員操作大大降低人力成本，維護(hù)成本也相當(dāng)?shù)停F(xiàn)行邊坡監(jiān)測(cè)的其他方法成本均大大高于本實(shí)用新型；

二、適用廣泛、實(shí)用性好：傳輸系統(tǒng)采用無(wú)限傳輸，在手機(jī)信號(hào)覆蓋區(qū)都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和指令下達(dá)，不受有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)限制，對(duì)邊坡普遍分布的偏遠(yuǎn)地區(qū)尤其適用；

三、穩(wěn)定安全，迅速預(yù)警：經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)初步分析、壓縮后，數(shù)據(jù)傳輸量小，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)擁堵和傳輸滯后現(xiàn)象，且遠(yuǎn)程分析處理系統(tǒng)穩(wěn)定、高效，保證了對(duì)危險(xiǎn)的迅速預(yù)警。

附圖說(shuō)明