[發明專利]一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統及方法

在審

• 申請號: 201910762034.7
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110345878A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 蘇建坤;李萬寶;李韶清;代柳娟;朱向榮
• 申請（專利權）人: 云南航天工程物探檢測股份有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統及方法，監測系統包括：紅外靶標、圖像數字位移監測傳感器和數據采集處理中心；在選定的每個隧道監控量測斷面的左側拱腰位置、右側拱腰位置和拱頂位置均各可轉動的安裝一個所述紅外靶標；在隧道施工穩定部位固定安裝所述圖像數字位移監測傳感器；各個所述紅外靶標的紅外發射方向朝向所述圖像數字位移監測傳感器。本發明提出一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統及方法，該作業方法測量簡單，不影響隧道施工進度，受施工現場灰塵影響較小，可進行數據無線傳輸，提高數據反饋效率等特點，該方法具有很強的現實意義和適用性。

技術領域

本發明屬于隧道工程建設技術領域，具體涉及一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統及方法。

背景技術

隧道監控量測是新奧法施工的三大要素之一，隧道施工通過監控量測結果，進行信息化施工，最大限度地利用圍巖自承作用，從而使隧道施工處于動態管理體系之中。監控量測的目的是在隧道施工過程中對圍巖和支護結構變形狀態，通過對隧道拱頂下沉以及周邊收斂進行監測，據此了解隧道圍巖及支護變形的發展趨勢，對圍巖穩定性作出判斷，為隧道施工提供依據。

目前隧道監控量測工作主要通過收斂計和水準儀等測量儀器，對安裝在隧道拱腰、拱頂測點處的預埋件進行量測。此種隧道監控量測方法，具有以下問題：(1)操作繁瑣；(2)監控量測工作影響隧道施工進度；(3)監控量測結果反饋及時性較差，很難及時反饋至設計方、施工方、業主方等，從而無法在隧道施工過程中及時跟進隧道監控量測結果，進而無法及時有效的指導隧道施工。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統及方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統，包括：紅外靶標、圖像數字位移監測傳感器和數據采集處理中心；

在選定的每個隧道監控量測斷面的左側拱腰位置、右側拱腰位置和拱頂位置均各可轉動的安裝一個所述紅外靶標；在隧道施工穩定部位固定安裝所述圖像數字位移監測傳感器；各個所述紅外靶標的紅外發射方向朝向所述圖像數字位移監測傳感器，使各個所述紅外靶標位于所述圖像數字位移監測傳感器的圖像采集范圍內；所述圖像數字位移監測傳感器通過無線通信模塊與所述數據采集處理中心無線連接。

優選的，所述紅外靶標為紅外LED燈。

優選的，選定的所述隧道監控量測斷面的數量為2～4個。

本發明還提供一種基于紅外靶標技術的隧道變形自動監測系統的隧道變形自動監測方法，包括以下步驟：

步驟1，對于同一個隧道，選定n個隧道監控量測斷面，并獲得每個隧道監控量測斷面對應的預留變形量值；其中，n為大于1的自然數；

步驟2，在每個選定的隧道監控量測斷面的左側拱腰位置、右側拱腰位置和拱頂位置均各可轉動的安裝一個紅外靶標；在隧道施工穩定部位固定安裝圖像數字位移監測傳感器；

步驟3，開啟所述圖像數字位移監測傳感器，調節各個紅外靶標的紅外發射方向，使各個紅外靶標的紅外發射方向朝向所述圖像數字位移監測傳感器，同時，使各個所述紅外靶標位于所述圖像數字位移監測傳感器的圖像采集視野內；

步驟4，初始時，通過所述圖像數字位移監測傳感器采集到初始監測圖片，然后，判斷各個所述紅外靶標在所述初始監測圖片的紅外靶標像點是否存在重合的紅外靶標像點，如果有，則返回步驟3，繼續調整各個紅外靶標的紅外發射方向，直到滿足要求；如果沒有，則進一步判斷所述初始監測圖片中相鄰的兩個紅外靶標像點之間的距離是否均大于設定閾值，如果是，則執行步驟5；如果不是，則返回步驟3，繼續調整各個紅外靶標的紅外發射方向，直到滿足要求；