[發明專利]水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201410450657.8
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104180759A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 李聰;孫顯利;馬明文;郭廣軍;徐景起;李陽;黃英培
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

1.水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測裝置，其特征是，包括殼體、圖像檢測裝置、擋板機構、攝像頭、控制器和太陽能電池板，所述殼體為長方體殼體，在長方體殼體對應的兩側面分別設置有透光孔，所述圖像檢測裝置設置在殼體內兩個透光孔之間，在兩個透光孔與圖像檢測裝置之間還分別設置有擋板機構，所述攝像頭設置在圖像檢測裝置平行于激光通路的側壁內側，所述控制器設置在殼體內，所述太陽能電池板設置在殼體頂部；

所述圖像檢測裝置包括圖像檢測裝置框架和激光攔截反光十字架，所述圖像檢測裝置框架設置有等間距平行分布的槽孔，所述激光攔截反光十字架設置在圖像檢測裝置框架的槽孔內，激光攔截反光十字架所在平面與激光通路平行；

所述擋板機構包括兩個擋板、擋板伸縮驅動機構和擋板移動驅動機構，所述兩個擋板通過擋板伸縮驅動機構相連，所述擋板移動驅動機構與擋板伸縮驅動機構相連，所述擋板伸縮驅動機構和擋板移動驅動機構的行程末端設置有與控制器相連的限位開關；

所述控制器分別與擋板伸縮驅動機構、擋板移動驅動機構、攝像頭和太陽能電池板相連。

2.根據權利要求1所述的水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測裝置，其特征是，所述控制器包括超低功耗單片機以及分別與單片機連接的太陽能電池定時控制器、OV7670圖像傳感器、EEPROM存儲芯片、數據存儲器、開關量輸入電路和PWM脈沖輸出電路，所述OV7670圖像傳感器與攝像頭連接，所述開關量輸入電路與限位開關連接，所述PWM脈沖輸出電路通過數模轉換電路分別與擋板伸縮驅動機構和擋板移動驅動機構的伺服電機連接。

3.根據權利要求2所述的水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測裝置，其特征是，所述單片機采用STM8L系列單片機。

4.根據權利要求2所述的水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測裝置，其特征是，所述控制器還包括無線射頻芯片，所述無線射頻芯片與單片機相連。

5.根據權利要求1-4任一項所述的水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測裝置，其特征是，所述透光孔為圓形孔或方形孔。

6.水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測方法，其特征是，包括以下步驟：

1）將激光發射器設置在壩體的一端，使激光射向壩體的另一端；

2）在激光的線路上設置若干個等間距的基準點，并在每個基準點處分別設置一個基準點檢測裝置，所述基準點檢測裝置內的激光攔截反光十字架的位置均不相同；

3）進行初始化調試，在激光發射器發射激光時采集每個基準點檢測裝置的初始激光圖像并保存；

4）定期采集每個基準點檢測裝置的實時激光圖像；

5）將實時激光圖像與初始激光圖像進行對比來判斷壩體是否發生水平位移和/或沉陷；

6）根據指令實時將壩體基準點的監測結果發給上位機。

7.根據權利要求6所述的水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測方法，其特征是，所述步驟5）的具體過程為：將實時激光圖像與初始激光圖像進行對比，如果實時激光圖像中激光攔截反光十字架的位置對比初始激光圖像中激光攔截反光十字架的位置發生左右移動，則判定壩體發生水平位移；如果實時激光圖像中激光攔截反光十字架的位置對比初始激光圖像中激光攔截反光十字架的位置發生上下移動，則判定壩體發生沉陷；如果實時激光圖像中激光攔截反光十字架的位置對比初始激光圖像中激光攔截反光十字架的位置同時發生水平和上下移動，則判定壩體發生水平位移并沉陷；如果實時激光圖像中激光攔截反光十字架的位置對比初始激光圖像中激光攔截反光十字架的位置吻合，則判定壩體沒有發生水平位移和沉陷。

8.根據權利要求6所述的水庫壩體沉陷與水平位移基準點檢測方法，其特征是，所述步驟5）的具體過程為：將實時激光圖像與初始激光圖像進行對比，獲取實時激光圖像中激光攔截反光十字架上半部分高度和下半部分高度，如果上半部分高度和下半部分高度相等且與初始激光圖像中激光攔截反光十字架上半部分高度也相等，則判定壩體沒有發生水平位移和沉陷；如果上半部分高度和下半部分高度相等且與初始激光圖像中激光攔截反光十字架上半部分高度不相等，則判定壩體發生水平位移；如果上半部分高度和下半部分高度不相等且它們的高度和等于初始激光圖像中激光攔截反光十字架上半部分高度的2倍，則判定壩體發生沉陷；如果上半部分高度和下半部分高度不相等或者上半部分和下半部分總和與初始激光圖像中的初始值不符，則判定壩體發生水平位移并沉陷。