[發明專利]一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201811536075.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109540102A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 呂科驗;李躍偉;翟玉新;陳靜
• 申請（專利權）人: 中鐵建設集團有限公司
• 主分類號: G01C9/24
• 分類號: G01C9/24;G01C9/06
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 田磊

1.一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，包括固定于待測目標物上的冷光源發射系統（1）和接收處理裝置（2），所述冷光源發射系統（1）用于產生穩定均勻的入射光給所述接收處理裝置（2），所述接收處理裝置（2）包括圖像處理控制單元（3）、設置于冷光源發射系統（1）和圖像處理控制單元（3）之間的窄縫透光槽（4）、以及設置于圖像處理控制單元（3）與窄縫透光槽（4）之間的水銀水準泡裝置（5），所述圖像處理控制單元（3）包括電源供電及穩壓模塊（31），所述電源供電及穩壓模塊（31）分別連接有線陣CCD（32）、分別與線陣CCD（32）連接的CCD驅動模組（33）和主控模塊（34），所述CCD驅動模組（33）與主控模塊（34）通信連接，所述主控模塊（34）還分別連接有LCD顯示模塊（35）和無線通信模塊（36）。

2.根據權利要求1所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，所述窄縫透光槽（4）的縫寬小于水銀水準泡裝置（5）內的水銀水準泡直徑。

3.根據權利要求1所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，所述線陣CCD（32）為CCD圖像傳感器，所述CCD驅動模組（33）為CCD驅動芯片，所述主控模塊（34）為STM32微控芯片。

4.根據權利要求1所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，所述CCD驅動模組（33）與線陣CCD（32）之間通過反相穩壓模塊連接。

5.根據權利要求4所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，所述線陣CCD（32）與主控模塊（34）之間依次通過信號處理電路和AD轉換電路連接。

6.根據權利要求5所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，所述CCD驅動模組（33）與所述AD轉換電路連接。

7.根據權利要求6所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量裝置，其特征在于，所述AD轉換電路連接和反相穩壓模塊均與所述電源供電及穩壓模塊（31）連接。

8.一種基于CCD線陣的高精度傾角測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：冷光源發射系統（1）產生穩定均勻的入射光依次穿過窄縫透光槽（4）和水銀水準泡裝置（5）中的水銀水準泡到達線陣CCD（32）；

S2：線陣CCD（32）對S1中經過水銀水準泡的透射光光信號進行圖像采集，并傳輸到主控模塊（34）進行圖像分析和存儲；

S3：當待測目標物發生傾斜時，此時水銀水準泡裝置（5）內的水銀發生位移或形變，線陣CCD（32）對經過發生位移或形變水銀水準泡的透射光光信號進行圖像采集，并傳輸到主控模塊（34）進行圖像分析得到傾斜數據；

S4：主控模塊（34）將S3中的傾斜數據與S2中的圖像分析結果進行對比分析，測算出待測目標發生傾斜的時間和幅度；

S5：主控模塊（34）將S4中計算出的待測目標發生傾斜的時間和幅度傳輸到LCD顯示模塊（35）進行顯示，并通過無線通信模塊（36）上傳到遠端控制中心進行大數據分析。

9.根據權利要求8所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量方法，其特征在于，步驟S2和S3中圖像分析包括對線陣CCD（32）接收到的水銀圖像進行邊緣提取和輪廓跟蹤，測算出水銀圖像的邊緣和中心坐標。

10.根據權利要求9所述的一種基于CCD線陣的高精度傾角測量方法，其特征在于，所述傾斜數據和圖像分析結果均至少包括有水銀圖像的邊緣和中心坐標。