[發明專利]用于多種測量機器人自由設站的自動變形監測系統及方法

有效

• 申請號: 201810072451.4
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108362215B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 潘國榮;范偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種用于多種測量機器人自由設站的自動變形監測系統及方法，包括：數據采集模塊、核心控制模塊和數據通訊模塊，所述的數據采集模塊用于采集監測點的三維坐標；所述的核心控制模塊為服務器端計算機，用于實現數據采集模塊的實時控制；所述的數據通訊模塊用于實現數據采集模塊與核心控制模塊之間的雙向通訊；所述的數據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測點上。與現有技術相比，本發明具有多測站觀測、自由設站、遠程控制、網絡查詢等優點。

技術領域

本發明涉及自動變形監測系統領域，具體涉及一種用于多種測量機器人自由設站的網絡化自動變形監測系統及方法。

背景技術

目前我國很多城市都在大力開展工程建設，如橋梁施工，隧道施工，基坑開挖等。工程結構本身及其周邊建筑物由于受到各種外部應力的作用必然會產生形變，因此需要不間斷地對工程結構本身及其周邊建筑物進行形變觀測，以確保其形變處于安全范圍之內。

對于構筑物的變形監測，國內存在很多不同類型的自動變形監測系統，但從對數據采集、數據處理到成果輸出和保存的整套監測系統的研究的不斷深入，總結具體監測過程以及各監測數據處理軟件的使用，發現目前監測系統存在著如下問題：

1、多測站問題：(1)不同測量機器人的生產廠商，儀器的控制方式和控制代碼并不相同，導致整個監測系統只能使用相同品牌的測量機器人。(2)一臺計算機只能控制一臺測量機器人，各計算機間需要進行局域網通訊才能實現多測站功能，造成資源的浪費且穩定性不佳。(3)整個監測系統雖然可由一臺計算機控制，但測量機器人的觀測需要逐個進行(即前一臺儀器觀測完成后，后一臺儀器才能進行觀測)，彼此制約，嚴重影響監測效率。

2、自由設站問題：(1)目前的自動變形監測系統，雖然可以進行自由設站，但當儀器位置發生移動時，則需要重新學習，監測點較多時將嚴重影響作業效率，并不能達到真正自由設站的目的。(2)儀器自由設站后，完全不考慮基準點坐標或過度依賴基準點坐標。

3、數據傳輸與控制問題：(1)目前的自動變形監測系統，多采用Access作為整個系統的數據庫，無法支持網絡查詢。(2)PC機與儀器需要通過電臺或串口線連接，無法實現遠程控制。(3)服務器端與客戶端之間進行數據傳輸時，需要兩者均網絡在線(即實時觀測，實時傳輸)，若有一方網絡不穩定則無法進行數據傳輸，極易丟失數據，嚴重影響數據傳輸的穩定性且可擴展性不佳。

經過檢索，中國專利公開號為CN206095225U公開了一種大壩變形監測系統，包括設置于大壩內部的監測管道、測量樁、測量裝置和信號傳輸單元，以及設置于地面的信號處理器和信號顯示裝置；測量樁垂直于監測管道并固定于監測管道外部的大壩體內；測量樁上設置有測量裝置；用于接收從外部傳送的測量驅動信號，并驅動測量裝置采集測量樁的位置數據；發送到設置于地面的信號處理器中進行分析處理；信號處理器將處理結果輸入到信號顯示裝置中輸出大壩變形監測結果。本發明提供的大壩變形監測系統通過采集監測管道上的測量樁的狀態信息，從而計算出大壩形變程度，并通過顯示裝置顯示出監測結果，或者采用報警的形式發送報警信號，該監測系統能自動實現大壩變形的檢測。但該發明針對的是大壩內部，雖然也使用測量機器人，卻是當監測到大壩出現預警信號時，才啟動測量機器人對產生預警信號處的大壩進行檢測，而且也實現不了多種測量機器人的自動設站。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于多種測量機器人自由設站的自動變形監測系統

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于多種測量機器人自由設站的自動變形監測系統，包括：數據采集模塊、核心控制模塊和數據通訊模塊；

所述的數據采集模塊用于采集監測點的三維坐標；

所述的核心控制模塊為服務器端計算機，用于實現數據采集模塊的實時控制；