[實用新型]一種基于CMOS的超高層建筑相對水平位移在線監測裝置

有效

• 申請號: 201820370773.2
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN207894374U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 徐亞明;劉冠蘭
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

本實用新型提供一種基于CMOS的超高層建筑相對水平位移在線監測裝置，包括激光垂準儀、接收筒、激光接收靶、CMOS圖像傳感器和圖像處理裝置；所述激光垂準儀位于建筑物底層，所述接收筒位于建筑物高層，接收筒的頂部安裝有CMOS圖像傳感器，底部安裝有激光接收靶，所述激光接收靶接收垂準儀發射的激光環柵，然后由COMS圖像傳感器拍攝成像，COMS圖像傳感器將成像數據傳輸到圖像處理裝置，從而獲得建筑物高層與底層的實時相對水平位移曲線。本實用新型對超高層建筑相對水平位移變形進行高精度實時監測，滿足了目前超高層建筑結構變形監測方法在高精度、自動化、實時化以及低成本等方面需求。

技術領域

本實用新型屬于超高層建筑在線監測技術領域，涉及一種超高層建筑相對水平位移在線監測裝置，具體涉及一種基于CMOS圖像的超高層建筑相對水平位移在線監測裝置。

背景技術

建筑高度超過100m時，不論住宅及公共建筑均為超高層建筑。全世界90％的超高層建筑位于中國，為確保這些高層建筑物的安全，《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010》對超高層建筑的頂端位移和層間水平位移都有嚴格的限制。同時在高層建筑物的建設中，從工程施工到竣工，以及建成后的運營期間都要不斷地對工程建筑物進行監測，以便掌握建筑物的變形規律，及時發現問題、分析原因、采取措施。

在超高層建筑相對水平位移監測中，目前采用的測量機器人采樣率低無法滿足實時動態監測的實時性要求，GNSS實時動態測量技術測量精度不高約為厘米級無法滿足超高層建筑監測的精度要求。本裝置主要針對超高層建筑的結構變形主要是相對水平位移監測，為滿足目前超高層建筑結構變形監測方法在高精度、自動化、實時化以及低成本等方面需求提供解決方案。

實用新型內容

超高層建筑相對水平位移為建筑物高層由于受到日照、風、自身荷載以及其他外部影響因素引起的超高層建筑主體傾斜和撓度位移表現在水平面上的相對位置變化。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于CMOS的超高層建筑相對水平位移在線監測裝置，利用激光垂準儀、接收筒、CMOS圖像傳感器、激光接收靶、圖像標定靶等組成動態數據采集硬件配合專用的相機標定、數據采集及數據分析軟件實現超高層建筑相對水平位移的實時在線監測。通過固定在建筑物底層的信號發射裝置產生的鉛錘激光信號在固定于建筑物頂層的信號接收靶上的位移曲線來反映高層相對于底層的水平位置變化。當兩個樓層之間高差過大時，也可以通過多個在線監測裝置組合完成。

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種基于CMOS的超高層建筑相對水平位移在線監測裝置，包括激光垂準儀、接收筒、CMOS圖像傳感器、激光接收靶、和圖像處理裝置；

所述激光垂準儀位于建筑物底層，所述接收筒位于建筑物高層，接收筒的頂部安裝有CMOS圖像傳感器，底部安裝有激光接收靶，所述激光接收靶接收垂準儀發射的激光環柵，然后由COMS圖像傳感器拍攝成像，COMS圖像傳感器將成像數據傳輸到圖像處理裝置，從而獲得建筑物高層與底層的實時相對水平位移曲線。所述的接收筒為整個在線監測裝置的信號接收部分，所述的激光垂準儀為整個在線監測裝置的信號發射部分，采用強制對中裝置可以固定在被測點經整平后向上垂直發射激光束；進行超高層建筑相對水平位移監測時，在建筑物底層安置激光垂準儀并整平，激光垂準儀發射的鉛錘的激光環柵被安置在高層的圖像標定靶接收并被COMS圖像傳感器拍攝成像；所述的CMOS圖像傳感器，是一種典型的固體成像傳感器，用于拍攝獲取激光束圖像，經過光電數模等轉換將圖像信號送入數據采集卡，數據采集卡對其進行調理、采集、緩存，并通過USB2.0接口將數據輸送到計算機或單片機進行后續處理。

進一步的，還包括用于確定相機畸變參數的圖像標定靶。