[發明專利]一種橋墩沉降監測系統及其監測方法

在審

• 申請號: 201911286066.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110906904A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李強;苗柏新;李郴;汪家雷;潘育平;高飛龍;彭濤;王明剛;侯志強
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團第五工程有限公司;中鐵四局集團有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G08B7/06;G08B21/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 韓燕

1.一種橋墩沉降監測系統，其特征在于：包括有上位機，與上位機無線通訊連接的采集控制器，分別與采集控制器通訊連接的圖像采集設備和光源控制器，設置于待測橋墩上的測量標靶以及設置于待測橋墩上為測量標靶補光的光源模塊；所述的光源控制器與對應的光源模塊連接。

2.根據權利要求1所述的一種橋墩沉降監測系統，其特征在于：所述的上位機包括有終端和與終端通訊連接的服務器，所述的采集控制器與服務器進行無線通訊連接。

3.根據權利要求1所述的一種橋墩沉降監測系統，其特征在于：所述的待測橋墩為多個，所述的光源控制器包括有與采集控制器連接的主機和設置于每個待測橋墩上的分機，所述的分機均與主機通訊連接，每個分機均與對應的光源模塊連接，所述的光源模塊通過太陽能電池供電。

4.根據權利要求1所述的一種橋墩沉降監測系統，其特征在于：所述的采集控制器選用基于X86架構平臺的嵌入式計算機；所述的采集控制器通過蜂窩移動通信網絡與上位機進行通訊連接。

5.根據權利要求2所述的一種橋墩沉降監測系統，其特征在于：所述的終端為計算機、手機、平板電腦、便攜式可穿戴設備和手持式沉降監測客戶端中的至少一種。

6.根據權利要求3所述的一種橋墩沉降監測系統，其特征在于：所述的光源控制器的主機通過饋線與電臺射頻天線連接，電臺射頻天線通過射頻網絡與設置于待測橋墩上的射頻定向天線通訊連接，所述的射頻定向天線與對應的光源控制器通過饋線連接；所述的圖像采集設備采用相機或攝像機。

7.根據權利要求1所述的一種橋墩沉降監測系統的監測方法，其特征在于：具體包括有以下步驟：

首先采集控制器接收上位機發送的監測任務，并提取監測任務中的圖像采集時間信息，在圖像采集時間信息中設定的時間點發送光源開啟指令至光源控制器，并發送設備啟動指令至圖像采集設備，光源控制器接受到光源開啟指令后開啟光源模塊對測量標靶進行補光同時將光源開啟成功信息反饋給采集控制器，圖像采集設備接受到設備啟動指令后開啟圖像采集設備同時將設備啟動成功信息反饋給采集控制器，采集控制器在接收到反饋的光源開啟成功信息和設備啟動成功信息后，發送圖像采集指令至圖像采集設備，圖像采集設備采集測量標靶的橋墩監測圖像并將采集的橋墩監測圖像發送給采集控制器，采集控制器再將橋墩監測圖像反饋至上位機，上位機識別橋墩監測圖像中的測量標靶，根據測量標靶中心點對應坐標的位移變化量，確定測量標靶對應的被測橋墩的沉降數據；所述的沉降數據包括有沉降量和沉降速率。

8.根據權利要求7所述的監測方法，其特征在于：所述的上位機通過灰度重心法計算測量標靶中心點在像平面坐標系中的像平面坐標，并獲取圖像采集設備的設備參數、以及圖像采集設備相對于待測橋墩的位置參數，根據設備參數，校正測量標靶中心點對應的像平面坐標，然后根據位置參數，將校正的像平面坐標轉化成測量坐標系中的測量點坐標，最后根據監測時間內測量點坐標的變化量計算被測橋墩的沉降量，根據沉降量除以監測任務中的測量時間間隔，計算被測橋墩的沉降速率。

9.根據權利要求7所述的監測方法，其特征在于：所述的上位機設置有沉降量閾值和沉降速率閾值，當上位機采集計算的沉降量超過沉降量閾值，上位機發送第一預警信息，當上位機采集計算的沉降速率超過沉降速率閾值，上位機發送第二預警信息，所述的第一預警信息和第二預警信息采用不用的蜂鳴器或警示燈進行分別預警。

10.根據權利要求7所述的監測方法，其特征在于：所述的采集控制器將橋墩監測圖像進行無損壓縮處理，將無損壓縮處理后的橋墩監測圖像發送至上位機，上位機接收壓縮處理的橋墩監測圖像并進行解壓處理。