[發(fā)明專利]一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811247844.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN109187564B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高寧;高彩云
• 申請（專利權(quán)）人: 河南城建學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88;G01B17/04
• 代理公司: 北京彭麗芳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

1.一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括通過互聯(lián)網(wǎng)相連的數(shù)據(jù)采集終端、主控制器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，所述數(shù)據(jù)采集終端將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)無線通訊模塊以無線的方式傳輸至主控制器，主控制器完成數(shù)據(jù)的分析處理后，將這些數(shù)據(jù)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，并將分析處理的結(jié)果顯示在主控制器的顯示屏界面上；主控制器在接收數(shù)據(jù)采集終端發(fā)來信息的同時(shí)也接收來自于遠(yuǎn)程監(jiān)控終端以及人機(jī)交互界面的指令，經(jīng)相關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換和處理后發(fā)送給各個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端工作狀態(tài)的修改；遠(yuǎn)程監(jiān)控終端將接收到的來自不同賬號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，形成一個(gè)縝密有序的控制鏈；其特征在于：

所述數(shù)據(jù)采集終端包括墻面爬行機(jī)器人以及安裝在墻面爬行機(jī)器人下底面的圖像采集模塊和超聲波檢測模塊，用于進(jìn)行待監(jiān)測構(gòu)筑物表面圖像數(shù)據(jù)以及超聲波檢測結(jié)果數(shù)據(jù)的獲取；

所述主控制器內(nèi)設(shè)有：

構(gòu)筑物表面缺陷評(píng)估模塊，采用雙邊濾波和分段線性變換算法分別進(jìn)行圖像去噪和圖像增強(qiáng)預(yù)處理；采用迭代自適應(yīng)閾值分割法進(jìn)行圖像二值化處理，基于連通分量的形態(tài)學(xué)區(qū)域特征去除小面積雜點(diǎn)噪聲，完成構(gòu)筑物表面裂縫、凹陷和空鼓所在位置的識(shí)別；并基于連通分量外接矩形的長寬比進(jìn)行構(gòu)筑物表面裂縫、凹陷和空鼓形狀尺寸的識(shí)別，完成構(gòu)筑物表面缺陷情況的評(píng)估；

構(gòu)筑物變形預(yù)警模塊，包括超聲波檢測結(jié)果預(yù)警模塊和構(gòu)筑物表面缺陷預(yù)警模塊；超聲波檢測結(jié)果預(yù)警模塊采用FLAC3D技術(shù)對超聲波檢測模塊初始輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建立構(gòu)筑物變形監(jiān)測的三維閥值模型并與超聲波檢測模塊實(shí)時(shí)在線測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，當(dāng)超聲波檢測模塊實(shí)時(shí)在線測得的數(shù)據(jù)超過閥值模型的安全值時(shí)，中央處理器控制預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)警信號(hào)；

構(gòu)筑物表面缺陷預(yù)警模塊采用FLAC3D技術(shù)對初次檢測出的構(gòu)筑物表面的裂縫、凹陷和空鼓形狀尺寸進(jìn)行分析分別建立裂縫三維閥值模型、凹陷三維閥值模型和空鼓三維閥值模型并與構(gòu)筑物表面缺陷評(píng)估模塊實(shí)時(shí)在線輸出的裂縫、凹陷和空鼓的形狀尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，當(dāng)構(gòu)筑物表面缺陷評(píng)估模塊實(shí)時(shí)輸出的裂縫、凹陷和空鼓的形狀尺寸超過閥值模型的安全值時(shí)，中央處理器控制預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)警信號(hào)；

所述墻面爬行機(jī)器人的底座（2）上通過螺栓安裝有紅外攝像組件（3），且底座（2）的底部中間位置處開設(shè)有通孔（11），所述紅外攝像組件（3）的四個(gè)拐角位置處均安裝有防跌落傳感器（1），且紅外攝像組件（3）的內(nèi)側(cè)中間位置處設(shè)置有安裝槽（5），所述安裝槽（5）的內(nèi)部對稱安裝有一組超聲波探測組件（4），所述通孔（11）的下方安裝有加速度傳感器（9），所述底座（2）的內(nèi)部中間位置處安裝有真空泵（14），并且真空泵（14）的出風(fēng)口與通孔（11）相對應(yīng)，所述底座（2）內(nèi)部靠近真空泵（14）的兩側(cè)位置處安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)（18），所述真空泵（14）的左下方安裝有無線通訊芯片（15），所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)（18）的一端安裝有驅(qū)動(dòng)輪（6），所述驅(qū)動(dòng)輪（6）的下方通過轉(zhuǎn)軸安裝有從動(dòng)輪（8），并且驅(qū)動(dòng)輪（6）與從動(dòng)輪（8）通過履帶（7）傳動(dòng)連接。

2.如權(quán)利要求1所述的一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度傳感器（9）的左上方設(shè)置有一GPS定位芯片（10），所述底座（2）的內(nèi)部靠近真空泵（14）的上方位置處安裝有電路板（12），所述電路板（12）的一側(cè)安裝有充放電控制器（13），另一側(cè)安裝有蓄電池（17），所述電路板（12）與蓄電池（17）之間安裝有網(wǎng)絡(luò)開關(guān)（16）。

3.如權(quán)利要求1所述的一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)警模塊包括通過VTK技術(shù)與中央處理器建立數(shù)據(jù)交換關(guān)系的工作人員手機(jī)以及主控制器安置的聲光報(bào)警器。

4.如權(quán)利要求1所述的一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器用于接收GPS定位芯片輸出的GPS定位數(shù)據(jù)，并用該數(shù)據(jù)對對應(yīng)時(shí)間段所接收到的圖像進(jìn)行標(biāo)記。

5.如權(quán)利要求1所述的一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器用于接收加速度傳感器輸出的數(shù)據(jù)，并基于該數(shù)據(jù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)整。

6.如權(quán)利要求1所述的一種狹長型構(gòu)筑物實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述墻面爬行機(jī)器人通過雙目視覺傳感器及激光雷達(dá)來檢測機(jī)器人周圍環(huán)境的障礙信息，并通過三維數(shù)字羅盤掌握自身的姿態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障及越障。