[發明專利]一種基于圖像識別原理的沉降檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201610080437.X
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105526909B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 胡敬禮
• 申請（專利權）人: 上海筑邦測控科技有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于土木工程領域，涉及建筑物沉降檢測方法和裝置，尤其是基于靜力水準儀沉降測量的方法和裝置。

背景技術

建筑物提供社會生產、生存和發展的空間環境，由于地質條件、大氣環境、建筑物載荷影響，導致建筑物在施工和使用過程中產生垂直沉降和變形，為了確保人身和財產安全，對建筑物沉降實時在線檢測十分重要。

當前，建筑物沉降檢測主要采用幾何水準測量，這需要利用儀器建立一條水平視線，然后讀取視線兩端的水準標尺刻度，由刻度讀數差計算出標尺立尺點的高度差，幾何水準測量比較成熟，但是工作效率低，難以實時在線檢測，近年來出現的靜力水準儀測量建筑物沉降方法，一般采用電子式傳感器測量液面位置來監測建筑物沉降，難以滿足土木領域的監測需求。

純機械式測量工具具有測量結果抖動小、數據連續性好、抗干擾能力強、壽命長的優點，但測量和數據讀取操作只能人工到現場進行，不能和數據采集系統集成，易用性和實時性差。

傳統的電子式測量具有精度高、易集成的優點，但由于電子元件性能容易受到溫度干擾，其對電磁干擾、溫度干擾的抵抗能力較弱；一般電子元件壽命不超過10年，導致其無法進行長期在線測量；在更換測量工具時，由于新舊測量工具特性的離散性，常會導致測量數據無法銜接。

若能研發一種兼具機械式測量工具和電子式數據測量、采集處理方法優點的方法及裝置，將具有顯著的工程應用價值。

發明內容

本發明旨在提供一種建筑物沉降檢測裝置和檢測方法，把機械式測量方法和電子式數據采集處理以及人工智能方法結合起來，同時滿足土木工程監測領域的精度高、抖動小、壽命長、抗干擾能力強和實時在線監測的要求。

為達到以上目的，本發明的解決方案是：

一種基于圖像識別原理的沉降檢測方法，設置裝有液體的檢測容器并使得檢測容器內的液位與沉降面的高度相關，檢測容器內的液位隨著沉降面的高度變化而改變；采集檢測容器內的液位圖像并加以識別，通過比較檢測容器內的前后液位的圖像獲得沉降面相對于基準面的沉降量。

進一步，包括以下步驟：

1)所述的一種基于圖像識別原理的靜力水準儀沉降檢測裝置，在基準面安裝好基準儲液罐，沉降面安裝好檢測容器，之間用連通管導通，液體可以自由流動，調節基準面和沉降面處大致同一高度，攝像頭采集的計量尺圖像，圖像識別電路板讀取的位置讀數即為初始位置。

2)所述的一種基于圖像識別原理的靜力水準儀沉降檢測裝置，所述計量尺固定安裝在浮球上，可以隨著浮球垂直于液面上下移動。

3)所述的一種基于圖像識別原理的靜力水準儀沉降檢測裝置，所述攝像頭固定在殼體上，計量尺上有滿足計量要求的刻度，以及計量位置變化的標記，采集包含標記的圖像，即可記錄關聯的液面變化。

其中，將攝像頭或/和計量尺罩起來以屏蔽外部光源；優選的，攝像頭自帶光源以形成良好的圖像采集環境。

一種實現上述方法的沉降檢測裝置，包括設置于基準面處基準儲液罐、設置于沉降面處檢測容器、基準儲液罐和檢測容器內液體，以及連接基準儲液罐和檢測容器的連通管；檢測容器上方設有敏感裝置和測量裝置；

所述敏感裝置包括相互配合的隔板、浮球和包含純機械測量核心的計量尺；所述測量裝置包括相互配合的攝像頭、圖像識別電路板和電纜。

所述攝像頭、計量尺設置有外罩以屏蔽外部光源；優選的，所述攝像頭自帶光源以形成良好的圖像采集環境；

優選的，所述基準儲液罐和檢測容器內的液體為防凍液；

優選的，連通管采用帶保護套的軟管。

檢測容器的安裝底座固定在沉降面上，基準面儲液罐的底座固定在基準面上，檢測容器和基準面儲液罐之間由軟管連通，隔板下面的圓筒安裝在底座上，其內部分充滿液體，浮球部分漂浮在液體中，計量尺固定于浮球上成為一體，使得計量尺能夠直接反映液面的變化；圓筒上設有隔板供計量尺穿過；

計量尺、圓筒、底座、浮球、液體組成機械式敏感裝置，攝像頭固定安裝于隔板上方與計量尺相對，以使得指示刻度可以清晰成像并被圖像識別電路板所識別，圖像識別電路板分析計量尺的圖像，獲得攝像頭所在位置計量尺的讀數，隔板上方固定安裝避光罩以免外界光源影響清晰成像，攝像頭、圖像識別電路板和避光罩組成光學電子式測量裝置，圖像識別電路板上有電纜引出測量裝置，外部電子裝置通過電纜為測量裝置供電和通信，將測量結果導出、傳送到相關的系統。

所述隔板為圓板，其中心開一小孔供計量尺穿出，所述隔板固定于圓筒上。