[發明專利]一種基于動基準平臺的大型結構變形測量方法

在審

• 申請號: 202010540743.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111486800A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 張小虎;諸葛盛;王揚洋;楊夏
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開一種基于動基準平臺的大型結構變形測量方法，包括：選取至少兩個基準參考點與至少一個待測點，且使基準參考點與待測點均位于同一平面；使激光射線的投影點落在大型結構物上位于對應基準參考點或對應待測點周圍；在第一時刻，得到各投影點與對應基準參考點或對應待測點在世界坐標系下的第一水平間隔與第一豎直間隔；在第二時刻，得到各投影點與對應基準參考點或對應待測點在世界坐標系下的第二水平間隔與第二豎直間隔；得到各待測點從第一時刻到第二時刻所產生的變形量。采用激光指示對動基準平臺的晃動量進行修正，實現基于動基準平臺測量大型結構變形量的方法，其不僅維護和使用成本較抵，而且使用不方便，同時具有較高的測量精度。

技術領域

本發明涉及大型結構變形測量技術領域，具體是一種基于動基準平臺的大型結構變形測量方法。

背景技術

大型工程結構如橋梁、大壩、高邊坡以及高層樓宇等，是國民經濟和社會發展的重要基礎設施，也是現代工程技術發展的重要成果和標志。大型結構在建設和運營維護中，因荷載作用、疲勞與腐蝕效應、材料老化以及缺乏及時的維修，會不可避免地產生損傷累積、抗力衰退而影響結構壽命，甚至導致事故，而結構變形是其建造和使用維護中關鍵的狀態參數。

大型結構變形測量的主要方法有接觸式和非接觸式兩種。接觸式測量通過在大型結構待測點布設位移傳感器，獲取待測點的撓度位移，維護和使用成本較高，且使用不方便。非接觸測量以光電成像方式監測變形點，需要一個穩定的測量基準，對大型結構的觀測，必須遠距離測量，由此造成光電成像不可避免的受到大氣湍流影響，降低測量精度。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種基于動基準平臺的大型結構變形測量方法，對于動基準平臺的晃動量，采用激光指示對進行修正，實現基于動基準平臺測量大型結構變形。

為實現上述目的，本發明提供一種基于動基準平臺的大型結構變形測量方法，包括如下步驟：

步驟1，在大型結構物上選取至少兩個基準參考點與至少一個待測點，且使所述基準參考點與待測點均位于同一平面，其中，所述基準參考點為大型結構物上始終保持位置固定的點，待測點為大型結構物上變形量待測的點；

步驟2，發射與所述基準參考點與待測點一一對應的多個第一激光射線、多個第二激光射線，并使各第一激光射線、第二激光射線的投影點落在大型結構物上位于對應基準參考點或對應待測點周圍的位置，其中，各第一激光射線均位于一個平面，各第二激光射線均位于另一個平面；

步驟3，在第一時刻時，獲取包含有各基準參考點、待測點與第一激光投影點、第二激光投影點的第一實時圖像，并得到各第一激光投影點、第二激光投影點與對應基準參考點或對應待測點在世界坐標系下的第一水平間隔與第一豎直間隔；

步驟4，在第二時刻時，獲取包含有各基準參考點、待測點與第一激光投影點、第二激光投影點的第二實時圖像，并得到各第一激光投影點、第二激光與對應基準參考點或對應待測點在世界坐標系下的第二水平間隔與第二豎直間隔；

步驟5，基于各第一水平間隔、第一豎直間隔、第二水平間隔、第二豎直間隔得到各待測點從第一時刻到第二時刻所產生的變形量。

進一步優選的，所述大型結構物包括但不限于橋梁、大壩、高邊坡以及高層樓宇。

進一步優選的，步驟1中，所述在大型結構物上選取至少兩個基準參考點與至少一個待測點，具體為：

在大型結構上設置若干能夠進行圖像識別的標志物，其中，選取至少兩個標志物作為基準參考點，選取至少一個標志物作為待測點；或

在大型結構物上選取至少兩個能夠進行圖像識別的點作為基準參考點，以及選取至少一個能夠進行圖像識別的點作為待測點。

進一步優選的，步驟4與步驟5中，各第一激光投影點、第二激光投影點與對應基準參考點或對應待測點在世界坐標系下的水平間隔與豎直間隔的計算過程為：