[發(fā)明專利]基于激光定位的基坑坑底監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107860369B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚建平;戚萬恩;馬際首;孫吉;李華圣;盛峰;范元春;陳懿
• 申請（專利權(quán)）人: 上海南匯建工建設(shè)（集團(tuán)）有限公司;同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 上海浦東良風(fēng)專利代理有限責(zé)任公司 31113
• 代理人: 陸盛菊

本發(fā)明為一種基于激光定位的基坑坑底監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。本發(fā)明系統(tǒng)包括中央處理系統(tǒng)、分別與所述中央處理系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊的激光定位裝置和圖像獲取裝置；其中所述中央處理系統(tǒng)包括主控單元、通訊模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)庫存儲單元、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理單元；所述監(jiān)測數(shù)據(jù)處理單元中設(shè)有測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、與測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊相連的圖形顯示模塊；所述主控單元分別與所述通訊模塊、圖像處理模塊、測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、圖形顯示模塊相連；所述通訊模塊還與所述激光定位裝置、圖像獲取裝置無線通訊相連；所述數(shù)據(jù)庫存儲單元分別與所述圖像處理模塊和測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊相連。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基坑開挖監(jiān)測領(lǐng)域，具體是公開一種基于激光定位的基坑坑底監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

中國是目前世界上地下空間開發(fā)利用大國,許多世界矚目的重大地下工程與基礎(chǔ)設(shè)施正在規(guī)劃建設(shè)中。由于基坑工程修建在天然巖土體中,施工期涉及到巖土體開挖,其不可預(yù)見風(fēng)險因素眾多。現(xiàn)場監(jiān)測是基坑工程中的重要環(huán)節(jié)，據(jù)此可以更直接、準(zhǔn)確地獲取基坑工程和周圍環(huán)境性狀的變化信息,對預(yù)防突發(fā)事故，指導(dǎo)后續(xù)施工有重要意義。

目前，對于開挖過程中基坑坑底情況的測量，主要以埋設(shè)監(jiān)測點的方式為主，但監(jiān)測點的埋設(shè)以及施工過程中的保護(hù)均比較困難，且無法全方位的監(jiān)測基坑坑底變形情況，測量效果較差。若使用三維激光地形儀進(jìn)行坑底全方位測量，則相關(guān)費用過于昂貴，難于滿足一般基坑工程的需要。因此，亟待開發(fā)一種成本低廉，操作簡便且測量準(zhǔn)確的監(jiān)測儀器和監(jiān)測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種造價低廉、使用方便且測量準(zhǔn)確，可以全面檢測基坑坑底、計算開挖土方量的基于激光定位的基坑坑底監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種基于激光定位的基坑坑底監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括中央處理系統(tǒng)、分別與所述中央處理系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊的激光定位裝置和圖像獲取裝置；其中所述中央處理系統(tǒng)包括主控單元、通訊模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)庫存儲單元、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理單元；所述監(jiān)測數(shù)據(jù)處理單元中設(shè)有測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、與測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊相連的圖形顯示模塊；

所述主控單元分別與所述通訊模塊、圖像處理模塊、測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、圖形顯示模塊相連；所述通訊模塊還與所述激光定位裝置、圖像獲取裝置無線通訊相連；所述數(shù)據(jù)庫存儲單元分別與所述圖像處理模塊和測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊相連；

所述圖像獲取裝置，用于獲取基坑底部的RGB圖像，將RGB圖像數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至中央處理系統(tǒng)的主控單元；

所述激光定位裝置，用于在基坑底部的待測點位置發(fā)射激光，并將發(fā)射激光信號遠(yuǎn)程傳輸至中央處理系統(tǒng)的主控單元，所述主控單元控制所述圖像獲取裝置記錄激光發(fā)射點在RGB圖像中的位置信息；

所述圖像處理單模塊，通過圖像獲取裝置獲得的RGB圖像，確定待測點的三維坐標(biāo)并將待測點的三維坐標(biāo)保存至數(shù)據(jù)庫存儲單元；

所述測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫存儲單元中全部待測點的坐標(biāo)信息，篩選無效點，通過待測點坐標(biāo)信息擬合基坑底部開挖情況數(shù)據(jù)，并通過圖形顯示模塊進(jìn)行圖像輸出顯示。

所述監(jiān)測數(shù)據(jù)處理單元中還設(shè)有土方量計算模塊，所述土方量計算模塊分別與所述主控單元、測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、圖形顯示模塊相連；所述土方量計算模塊通過測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊的基坑底部開挖情況數(shù)據(jù)計算已開挖的土方量數(shù)據(jù)，并通過所述圖形顯示模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像輸出顯示。

所述圖像獲取裝置由若干個攝像頭組成，每一個基坑底部待測點附近設(shè)置2~3個攝像頭。

所述攝像頭為帶有無線通訊模塊的監(jiān)控攝像頭、或帶有無線通訊模塊的球形攝像頭。。

所述激光定位裝置為帶有無線通訊模塊或信號發(fā)射模塊的手持式激光發(fā)射器。

一種如上所述的基于激光定位的基坑坑底監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于：包括如下步驟：