[發明專利]基于圖像測量姿態補償方法及其裝置和隧道沉降變形監測系統

有效

• 申請號: 201210200869.1
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102706288A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 何自強;毛建;熊肖磊;周奇才;劉志科;張根雷
• 申請（專利權）人: 上海地鐵盾構設備工程有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B11/26
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

1.?一種適用于隧道沉降變形監測用偏轉角補償測量方法，其特征在于，將具有一定自重的十字形標志物置于密閉空間內并與該密閉空間一起固定于測站箱體內，設置光源照射在十字形標志物上，同時設置顯微鏡頭及其圖像傳感器用以實時采集十字標志物因外界測站位置偏轉而引起其同步角度位置變化，從而來測量確定測站自身的角度位置變化，并據此補償隧道軸向圖像采集系統姿態誤差，由此消除隧道整體變形監測系統因軸向鏡頭空間轉角的影響。

2.?如權利要求1所述的偏轉角測量裝置，其特征在于，增加細線長度以提高測量精度。

3.?一種實施權利要求1方法涉及的轉角偏轉測量裝置，為一密封裝置，該密閉裝置安裝固定于測站的大箱體內，其特征在于，密封裝置內包括十字形標志物、光源A、一組顯微鏡頭A及其CCD傳感器A，將十字標志物通過細繩懸掛在該密封裝置的頂部，使之處于水平狀態，顯微鏡頭A及其CCD傳感器A組裝在一起固定在密封裝置的底部，顯微鏡頭A及其CCD傳感器A正對十字標志物中心，使得十字標志物A成像盡量在CCD傳感器A的中心位置，同時將光源A固定于密封裝置上，使光源A投射照亮十字標志物A，CCD傳感器A輸出端與圖像采集系統連接。

4.?一種基于圖像測量姿態補償消除誤差的隧道沉降變形監測系統，其特征在于，相鄰兩車站區間的隧道上設置若干測點，各個測點呈軸向布置，每個測點設備都安裝在測站內，測站固定于隧道內壁上；

每個測站包括兩路鏡頭及其圖像傳感器和兩路光源，分別為鏡頭及其圖像傳感器B、鏡頭及其圖像傳感器A、光源B、光源A，其中一路鏡頭及其圖像傳感器B和光源B用以安裝于測站大箱體邊側，鏡頭及其圖像傳感器B用于拍攝相鄰前一測站的光源，光源B為相鄰后一測站的鏡頭及其圖像傳感器提供標志物，從而實現采集隧道軸向各個測點的位點信息，另一路鏡頭及其圖像傳感器A用于拍攝本測站內的十字標志物，用于補償測站本身軸向轉角的偏差；

測站還包括圖像采集系統，所述圖像傳感器A和圖像傳感器B分別與圖像采集系統連接；

所述測站圖像采集系統包括控制板和RS485接口；

各個測點通過RS485總線連接在一起；

每個測站的顯微鏡頭及其圖像傳感器A拍攝十字標志物，得到的圖像傳到控制板上的處理中心進行圖像處理，擬合得到標志物的中心點，通過比較前后兩次擬合的中心點位置，計算出偏轉角度，通過RS485總線將該角度值上傳至站級監測系統的監控電腦，用這個角度進行系統的補償；同時每個測站采集處理獲得的相鄰測站坐標位移信息也發至站級監測系統并由監控電腦統一匯總分析兩車站間隧道變形狀況。