[發(fā)明專利]一種基于激光測(cè)距原理的巷道表面位移變形監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010913749.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111829441A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐帥;字海軍;李飛;王禹璇;高根;符富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01B11/16
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱;范象瑞

1.一種基于激光測(cè)距原理的巷道表面位移變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、安裝監(jiān)測(cè)裝置

該監(jiān)測(cè)方法使用的監(jiān)測(cè)裝置包括位移監(jiān)測(cè)裝置(3)和數(shù)據(jù)接收裝置(5)；

所述位移監(jiān)測(cè)裝置(3)包括激光測(cè)距模塊、傳動(dòng)模塊和系統(tǒng)控制模塊；其中激光測(cè)距模塊用于采集巷道表面位移變形數(shù)據(jù)；傳動(dòng)模塊用于控制激光測(cè)距模塊沿巷道斷截面進(jìn)行固定角度旋轉(zhuǎn)與復(fù)位，從而在巷道壁面上選取固定的巷道位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)；系統(tǒng)控制模塊用于通過(guò)預(yù)先安裝的軟件對(duì)激光測(cè)距模塊和傳動(dòng)模塊的工作模式進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，及存儲(chǔ)和發(fā)送監(jiān)測(cè)到的巷道表面變形數(shù)據(jù)；

在巷道壁的上部通過(guò)錨桿(2)固定安裝平臺(tái)(1)，將位移監(jiān)測(cè)裝置(3)固定在該安裝平臺(tái)上；

將所述數(shù)據(jù)接收裝置(5)布置在巷道的底部，采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式與所述位移監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行通訊，以實(shí)時(shí)接收位移監(jiān)測(cè)裝置中系統(tǒng)控制模塊存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，方便工作人員進(jìn)一步處理；

步驟2、單次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集

監(jiān)測(cè)裝置啟動(dòng)后，傳動(dòng)模塊控制激光測(cè)距模塊按照設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ與轉(zhuǎn)動(dòng)間隔時(shí)間t進(jìn)行360°周期性旋轉(zhuǎn)與復(fù)位；旋轉(zhuǎn)的起始點(diǎn)默認(rèn)為垂直指向巷道頂板；激光測(cè)距模塊每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度θ在轉(zhuǎn)動(dòng)間隔時(shí)間t內(nèi)發(fā)射一次激光束至巷道斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)，作為一次單點(diǎn)距離測(cè)量，由系統(tǒng)控制模塊自動(dòng)記錄在此角度下激光測(cè)距模塊與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離及對(duì)應(yīng)角度；激光測(cè)距模塊旋轉(zhuǎn)360°完成一次周期性監(jiān)測(cè)后由系統(tǒng)控制模塊將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，創(chuàng)建一份獨(dú)立的巷道斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)文件保存在系統(tǒng)控制模塊中；

步驟3、激光測(cè)距模塊的復(fù)位與重復(fù)監(jiān)測(cè)

激光測(cè)距模塊每旋轉(zhuǎn)360°完成一次周期性監(jiān)測(cè)后受傳動(dòng)模塊控制進(jìn)行機(jī)械復(fù)位，復(fù)位點(diǎn)為初次旋轉(zhuǎn)的起始點(diǎn)，以確保前后兩次監(jiān)測(cè)過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置不會(huì)出現(xiàn)偏差；復(fù)位過(guò)程中不進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，復(fù)位后重復(fù)步驟2，得出多次巷道斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

步驟4、數(shù)據(jù)傳輸與分析

將系統(tǒng)控制模塊中保存的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線傳輸方式發(fā)送到數(shù)據(jù)接收裝置，由工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拷取、瀏覽，或通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降乇砉ぷ髡具M(jìn)行數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)分析方法為：將激光測(cè)距模塊根據(jù)某次監(jiān)測(cè)獲取的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和監(jiān)測(cè)距離信息構(gòu)建的二維空間點(diǎn)ρ\θ極坐標(biāo)系換算為二維空間點(diǎn)的x\y坐標(biāo)系，進(jìn)一步構(gòu)建巷道斷面二維監(jiān)測(cè)信息平面圖；通過(guò)軟件對(duì)前后兩次監(jiān)測(cè)構(gòu)建的巷道斷面二維監(jiān)測(cè)信息平面圖的輪廓形狀進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)對(duì)比結(jié)果獲得巷道兩幫位移量和巷道頂?shù)装逦灰屏课灰谱冃螖?shù)據(jù)。