[發(fā)明專利]用于多種測量機器人自由設(shè)站的自動變形監(jiān)測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810072451.4
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108362215B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘國榮;范偉
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

1.一種采用用于多種測量機器人自由設(shè)站的自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

在步驟401中，監(jiān)測系統(tǒng)首先連接MySQL服務(wù)器，并新建一個數(shù)據(jù)庫實例，然后執(zhí)行步驟402；

在步驟402中，將各基準點的坐標輸入監(jiān)測系統(tǒng)中，并配置各項系統(tǒng)基本參數(shù)，包括是否進行開機自啟動、自啟動等待時間、和極限誤差值，然后執(zhí)行步驟403；

在步驟403中，服務(wù)器端計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接測量機器人，如果有多臺不同品牌的測量機器人可依次完成連接，連接成功后執(zhí)行步驟405；

在步驟405中，進行全站儀設(shè)站操作，完成設(shè)站后，若監(jiān)測點未學(xué)習(xí)，則執(zhí)行步驟406；若監(jiān)測點已經(jīng)學(xué)習(xí)，則執(zhí)行步驟407；

在步驟406中，測量機器人通過兩種方式學(xué)習(xí)監(jiān)測點位置，即儀器觀測坐標和人工輸入坐標，通過記錄監(jiān)測點的坐標，即使監(jiān)測過程中儀器發(fā)生移動或碰動，重新設(shè)站后并不需要重新學(xué)習(xí)，測量機器人通過坐標反算的方式成功找到監(jiān)測點的位置并繼續(xù)進行監(jiān)測，真正實現(xiàn)了自由設(shè)站的目的；學(xué)習(xí)完成后，執(zhí)行步驟407；

在步驟407中，配置自動監(jiān)測參數(shù)，包括設(shè)置各測段時間間隔和選擇用于測站校正的基準點，其中，選擇用于測站校正的基準點時，至少需選擇兩個基準點，在自動監(jiān)測各測段中，測量機器人會首先觀測基準點，然后以基準點所維護的坐標系為準進行測站校正，以保證儀器輕微的移動不影響最終的監(jiān)測精度，然后執(zhí)行步驟408；

在步驟408中，測量機器人自動進行監(jiān)測，在自動監(jiān)測過程中，若所選基準點少于兩個，或成功觀測的基準點少于兩個，將不對測站進行校正，但并不影響系統(tǒng)的正常運行；

在步驟410中，各測量機器人所采集的數(shù)據(jù)最終都存儲于服務(wù)器端計算機中，對監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一進行查詢、處理與分析；

在步驟411中，多臺客戶端計算機同時通過網(wǎng)絡(luò)查詢服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行步驟412；

在步驟412中，客戶端計算機對查詢到的數(shù)據(jù)進行處理與分析；

其中自動變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、核心控制模塊和數(shù)據(jù)通訊模塊；

所述的數(shù)據(jù)采集模塊用于采集監(jiān)測點的三維坐標；

所述的核心控制模塊為服務(wù)器端計算機，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊的實時控制；

所述的數(shù)據(jù)通訊模塊用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊與核心控制模塊之間的雙向通訊；

所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括多種不同品牌的測量機器人和任意多個目標棱鏡或反射片，所述的任意多個目標棱鏡或反射片固定于監(jiān)測點上；

所述的數(shù)據(jù)采集模塊還包括若干個基準點棱鏡，所述的基準點棱鏡固定于非變形區(qū)，作為整個監(jiān)測系統(tǒng)的基準；

使用基準點建立整個監(jiān)測系統(tǒng)的坐標基準，測量機器人通過記錄監(jiān)測點的坐標，完成首次學(xué)習(xí)之后，若測量機器人發(fā)生碰動，只需要根據(jù)基準點重新自由設(shè)站，測量機器人便可根據(jù)監(jiān)測點的首次監(jiān)測坐標找到各監(jiān)測點位置；位于非變形區(qū)域的基準點可為測量機器人提供位置校正，用戶根據(jù)自身需求和現(xiàn)場情況決定是否需要進行校正；

所述的服務(wù)器端計算機安裝自動變形監(jiān)測軟件和MySQL數(shù)據(jù)庫，所述的數(shù)據(jù)采集模塊采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲到MySQL數(shù)據(jù)庫中，所述的MySQL數(shù)據(jù)庫支持網(wǎng)絡(luò)查詢功能，客戶端計算機可通過網(wǎng)絡(luò)查詢服務(wù)器端計算機中的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

所述的數(shù)據(jù)通訊模塊包括：網(wǎng)絡(luò)、GPRS模塊、SIM卡和RS232串口通訊線，所述的GPRS模塊內(nèi)部安裝SIM卡，所述的測量機器人通過RS232串口通訊線連接GPRS模塊，所述的服務(wù)器端計算機通過網(wǎng)絡(luò)與測量機器人端的GPRS模塊進行雙向通訊，所述的服務(wù)器端計算機通過GPRS模塊實現(xiàn)對測量機器人的遠程控制；

根據(jù)不同測量機器人的特性進行開發(fā)研究，使多種不同品牌的測量機器人相互配合，達到共同監(jiān)測的目的；一臺服務(wù)器端計算機同時控制多臺不同品牌的測量機器人共同進行監(jiān)測，且測量機器人之間的監(jiān)測過程是相互獨立的，彼此之間不存在約束關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的基準點棱鏡的數(shù)量不少于兩個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的測量機器人的品牌包括索佳、萊卡和拓普康。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的設(shè)站的方式有三種，包括設(shè)站定向方式、兩點后視定向方式、三點后視定向方式；其中，兩點后視定向方式和三點后視定向方式采用任意大角度三維空間坐標系轉(zhuǎn)換算法，實現(xiàn)全站儀的自由設(shè)站。