[發(fā)明專利]自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物、地貌變形的方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210310887.5
• 申請(qǐng)日: 2012-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102840837A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉晨;宋巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市亞安科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16;G01B11/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 高文迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物、地貌變形的方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有建筑物越來(lái)越高大，形態(tài)越來(lái)越復(fù)雜，伴隨而來(lái)的是建筑物荷載加大，荷載不均勻等諸多問(wèn)題。再加上工程地質(zhì)復(fù)雜，外界環(huán)境變化等因素的影響，往往造成建筑物發(fā)生沉降、位移、傾斜或裂縫等變形的問(wèn)題。同時(shí)，地表面高低起伏狀態(tài)的地形地貌，按其自然形態(tài)可分為高原、山地、丘陵、平原、盆地等，地貌的變形，一般包括山體滑坡、地面沉降等。對(duì)于地貌的變形，以及古建筑、水壩、高層居民樓、隧道等重要建筑物發(fā)生以上問(wèn)題且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有可能會(huì)造成重大的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

現(xiàn)有的測(cè)量建筑物、地貌變形的方法多為非接觸的光測(cè)方法，其中最常見(jiàn)的測(cè)量裝置是全站儀。全站儀能同時(shí)讀出目標(biāo)的方位和距離，因而能得到待測(cè)目標(biāo)的三維位移量。但是要達(dá)到遠(yuǎn)距離測(cè)量的高精度，需要使用激光全站儀等高檔設(shè)備，不僅價(jià)格高昂，而且需要進(jìn)口。更重要的是全站儀為高精密的光電設(shè)備，使用受天氣因素影響較大，而且必須人為現(xiàn)場(chǎng)操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。所以目前建筑行業(yè)多在施工前勘測(cè)以及施工后驗(yàn)收兩個(gè)階段使用該類設(shè)備，缺乏建筑過(guò)程中與交付使用后的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，致使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不及時(shí)，造成巨大的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以實(shí)時(shí)對(duì)建筑物或地貌進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免建筑物、地貌因變形而導(dǎo)致危險(xiǎn)的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物、地貌變形的方法及裝置。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物、地貌變形的方法，包括以下步驟：

1）設(shè)定監(jiān)測(cè)區(qū)域并設(shè)定監(jiān)測(cè)區(qū)域各頂點(diǎn)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，存儲(chǔ)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的原始位置信息；

2）在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)設(shè)定若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，存儲(chǔ)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的原始位置信息，并根據(jù)步驟1）和步驟2）中設(shè)定的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的原始位置信息建立三維坐標(biāo)系；

3）對(duì)該監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)掃描，對(duì)比監(jiān)測(cè)掃描獲得的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的即時(shí)位置信息與三維坐標(biāo)系中該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的原始位置信息，當(dāng)偏移量在預(yù)設(shè)的安全范圍之內(nèi)時(shí)，重復(fù)步驟3）；當(dāng)偏移量超出預(yù)設(shè)的安全范圍時(shí)，進(jìn)入步驟4）；

4）監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送位移報(bào)警信號(hào)。

所述位置信息包括通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置獲得的水平角度坐標(biāo)數(shù)據(jù)X、垂直角度坐標(biāo)數(shù)據(jù)Y以及測(cè)距數(shù)據(jù)Z。

所述監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)榫匦螀^(qū)域。

所述步驟2）中設(shè)定若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括以下步驟：

2.1）設(shè)定監(jiān)測(cè)裝置的水平監(jiān)測(cè)分度和垂直監(jiān)測(cè)分度；

2.2）通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行初始化掃描，每掃描過(guò)一個(gè)水平監(jiān)測(cè)分度或垂直監(jiān)測(cè)分度，將該當(dāng)前掃描位置設(shè)定為一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

所述步驟2.2）中進(jìn)行初始化掃描的路徑為蛇形路徑，具體操作包括以下步驟：

2.2.1）監(jiān)測(cè)裝置從監(jiān)測(cè)區(qū)域左邊界與下邊界的交點(diǎn)開(kāi)始掃描；

2.2.2）水平方向向右勻速掃描，直至監(jiān)測(cè)裝置水平方向掃描至監(jiān)測(cè)區(qū)域右邊界；

2.2.3）當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置水平方向掃描至監(jiān)測(cè)區(qū)域右邊界時(shí)，轉(zhuǎn)向垂直向上勻速掃描一個(gè)垂直監(jiān)測(cè)分度；

2.2.4）水平方向向左勻速掃描，直到監(jiān)測(cè)裝置水平方向掃描至監(jiān)測(cè)區(qū)域左邊界；

2.2.5）轉(zhuǎn)向垂直向上勻速掃描一個(gè)垂直監(jiān)測(cè)分度；

2.2.6）重復(fù)上述2.2.2）至2.2.5）過(guò)程，直至垂直方向掃描至監(jiān)測(cè)區(qū)域上邊界處。

所述步驟3）中重復(fù)步驟2）中的路徑對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)掃描，對(duì)比在與三維坐標(biāo)系中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平角度坐標(biāo)數(shù)據(jù)X、垂直角度坐標(biāo)數(shù)據(jù)Y相同時(shí)通過(guò)測(cè)距模塊獲得的即時(shí)測(cè)距數(shù)據(jù)Z’，與三維坐標(biāo)系中該監(jiān)測(cè)點(diǎn)原始測(cè)距數(shù)據(jù)Z，計(jì)算偏移量ΔZ=|Z–Z’|。

一種自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物、地貌變形的裝置，其特征在于，包括：

水平角度定位模塊，與主控芯片相連，用于獲得監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平角度坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

垂直角度定位模塊，與主控芯片相連，用于獲得監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直角度坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

測(cè)距模塊，與主控芯片相連，用于測(cè)量該裝置到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離；

存儲(chǔ)模塊，與主控芯片相連，用于存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息；

主控芯片，用于接收水平角度定位模塊、垂直角度定位模塊、測(cè)距模塊傳遞的信息，計(jì)算偏移量ΔZ，以及向與該監(jiān)測(cè)裝置相連的報(bào)警裝置發(fā)送位移報(bào)警信號(hào)。