一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，具体涉及建筑物监测领域，包括云平台，所述云平台的输入端设有监控系统，所述云平台的输出端设有监控终端，所述监控系统的连接端设有GPRS模块，所述监控系统包括激光测距仪和水准测量仪，所述水准测量仪设置在激光测距仪一侧。本发明专利技术通过标记点A、B、C和D配合激光测距仪和水准测量仪，远距离监测建筑物微变形，安装方便，不用接触被测物体，避免了建筑物被破坏的现象，实时监测被测物体，考虑激光测距仪沉降对测量结果产生的影响，降低测量误差，利用电子水准测量仪得到的值更加准确，提高测量精度精确，计算出变形量使数据可视化。

A Real-time Monitoring System for Microstructure Deformation Based on Laser Range Finder

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统
本专利技术涉及建筑物监测领域，更具体地说，本专利技术涉及一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统。
技术介绍
结构安全监测主要包括变形监测、渗流监测、应力应变监测、温度监测等。其中，变形监测直观可靠，可基本反映在各种荷载作用下的结构安全性态，因而成为最为重要的监测项目。本专利技术主要关注的是结构表面变形。目前，结构表面变形监测技术主要包括：常规大地测量技术、测量机器人监测技术、地面三维激光扫描技术、摄影测量与遥感技术、GPS技术等。常规的测量倾角、沉降、应变传感器都需要将传感器安装在监测本体上，由于一些监测物本体不能破坏，所以无法在该监测物本体表面安装传感器。利用激光测距传感器远距离测量监测物本体，虽然可以解决不破坏监测物体本体，但是时间长了激光测距传感器也无法确定是否有沉降发生。如果激光测距传感器固定的支撑物有沉降发生，测量监测物本体就会发生误差，无法得到监测物本体真实的结构微变形。因此，专利技术一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统很有必要。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，通过标记点A、B、C和D配合激光测距仪和水准测量仪，远距离监测建筑物微变形，安装方便，不用接触被测物体，避免了建筑物被破坏的现象，实时监测被测物体，考虑激光测距仪沉降对测量结果产生的影响，降低测量误差，利用电子水准测量仪得到的值更加准确，提高测量精度精确，计算出变形量使数据可视化。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，包括云平台，所述云平台的输入端设有监控系统，所述云平台的输出端设有监控终端，所述监控系统的连接端设有GPRS模块；所述监控系统包括激光测距仪和水准测量仪，所述水准测量仪设置在激光测距仪一侧，所述激光测距仪底部设有固定支撑，所述激光测距仪顶部设有第一标记点和第二标记点，所述第一标记点和第二标记点分别设置在激光测距仪两端，所述激光测距仪用于测量被测物与激光测距仪之间距离，所述被测物表面设有第三标记点；所述监控终端包括运算模块、显示模块和存储模块，所述运算模块用于计算被测物微型变量，并将计算结果在显示模块实时显示，同时存储在存储模块中。在一个优选地实施方式中，所述第一标记点、第二标记点和第三标记点设置为标签，三个所述标签分别与激光测距仪和被测物粘接。在一个优选地实施方式中，所述水准测量仪用于监测第一标记点和第二标记点的绝对标高初始值和过段时间后实际值，所述水准测量仪一侧还设有激光发射器，所述激光发射器与第三标记点初始位置相匹配，激光发射器在被测物的激光点为D。在一个优选地实施方式中，还包括一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测方法，具体步骤如下：步骤一：在被测物前方设放置固定支撑，并在固定支撑顶部固定安装激光测距仪，打开激光测距仪开关，将激光水平对准被测物，在激光测距仪顶部两端分别张贴第一标记点和第二标记点，在准被测物表面的激光点上张贴第三标记点；步骤二：在激光测距仪一侧设置水准测量仪，实时监测第一标记点和第二标记点的实时变化标高，将第一标记点和第二标记点的高度变化值传输给云平台，测量激光测距仪变化后在被测物的测量点与第三标记点之间的距离，传输给云平台，测量激光测距仪的测量数值实时传输给云平台；步骤三：监控终端从云平台获得检测数据，运算模块对数据集进行处理，并根据函数公式对被测物变形量进行计算；步骤四：获得被测物变形量，并存储在存储模块中保存，实时监测结构变化。在一个优选地实施方式中，所述步骤一中第一标记点、第二标记点和第三标记点分别标记为点A、点B和点C，所述点A到点B的距离设置为m，激光测距仪初始测量值为z1，激光测距仪沉降后测量值为z2，激光测距仪沉降后测量点到点C的距离为y，激光测距仪沉降后测量点到激光点D的距离为n。在一个优选地实施方式中，所述步骤二中激光测距仪测量过程中跟随固定支撑发生沉降，第一标记点和第二标记点跟随激光测距仪沉降，点A的沉降高差为l1，点B的沉降高差为l2，第一标记点和第二标记点的沉降存在三种情况，具体如下：所述第一标记点和第二标记点均不沉降，即l1＝l2＝0；所述第一标记点和第二标记点均沉降，且第一标记点和第二标记点沉降量相同，即l1＝l2≠0；所述第一标记点和第二标记点均沉降，且第一标记点与第二标记点沉降量不同，即l1＞l2或l1＜l2。在一个优选地实施方式中，所述步骤三中计算被测物变形量，根据第一标记点和第二标记点的沉降情况分类计算，分别用F和G表示被测物横向偏移量和纵向偏移量，具体如下：当l1＝l2＝0时，计算公式具体如下：F＝z1-z2当l1＝l2≠0时，计算公式具体如下：F＝z1-z2F＝l1-y当l1＞l2或l1＜l2时，计算公式具体如下：h＝z2*|l1-l2|其中，h其中为激光测距仪(5)沉降后测量点到激光点D垂直高度。本专利技术的技术效果和优点：1、通过标记点A、B、C和D配合激光测距仪和水准测量仪，远距离监测建筑物微变形，安装方便，不用接触被测物体，避免了建筑物被破坏的现象，实时监测被测物体，考虑激光测距仪沉降对测量结果产生的影响，降低测量误差，利用电子水准测量仪得到的值更加准确，提高测量精度精确，计算出变形量使数据可视化；2、通过GPRS模块将测量数据传输给云平台，监控终端获得测量数据并通过运算模块计算被测物微型变量，并将计算结果在显示模块实时显示，同时存储在存储模块中，有利于实现远距离实时监测，记录变形过程，便于预估变形趋势，从而及时修补，有利于建筑物安全。附图说明图1为本专利技术的整体结构框图。图2为本专利技术监控系统的结构示意图。图3为本专利技术点A和B均不沉降的进风口实施例示意图。图4为本专利技术点A和B等量沉降的进风口实施例示意图。图5为本专利技术沉降量点A小于点B实施例示意图。图6为本专利技术沉降量点A大于点B实施例示意图。附图标记为：1云平台、2监控系统、3监控终端、4GPRS模块、5激光测距仪、6水准测量仪、7运算模块、8显示模块、9存储模块、10固定支撑、11激光发射器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据图1-6所示的一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，包括云平台1，其特征在于：所述云平台1的输入端设有监控系统2，所述云平台1的输出端设有监控终端3，所述监控系统2的连接端设有GPRS模块4；所述监控系统2包括激光测距仪5和水准测量仪6，所述水准测量仪6设置在激光测距仪5一侧，所述激光测距仪5底部设有固定支撑10，所述激光测距仪5顶部设有第一标记点和第二标记点，所述第一标记点和第二标记点分别设置在激光测距仪5两端，所述激光测距仪5用于测量被测物与激光测距仪5之间距离，所述被测物表面设有第三标记点；所述监控终端3包括运算模块7、显示模块8和存储模块9，所述运算模块7用于计算被测物微型变量，并将计算结果在显示模块8实时显示，同时存储在存储模块9中；所述第一标记点、第二标记点和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，包括云平台(1)，其特征在于：所述云平台(1)的输入端设有监控系统(2)，所述云平台(1)的输出端设有监控终端(3)，所述监控系统(2)的连接端设有GPRS模块(4)；所述监控系统(2)包括激光测距仪(5)和水准测量仪(6)，所述水准测量仪(6)设置在激光测距仪(5)一侧，所述激光测距仪(5)底部设有固定支撑(10)，所述激光测距仪(5)顶部设有第一标记点和第二标记点，所述第一标记点和第二标记点分别设置在激光测距仪(5)两端，所述激光测距仪(5)用于测量被测物与激光测距仪(5)之间距离，所述被测物表面设有第三标记点；所述监控终端(3)包括运算模块(7)、显示模块(8)和存储模块(9)，所述运算模块(7)用于计算被测物微型变量，并将计算结果在显示模块(8)实时显示，同时存储在存储模块(9)中。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，包括云平台(1)，其特征在于：所述云平台(1)的输入端设有监控系统(2)，所述云平台(1)的输出端设有监控终端(3)，所述监控系统(2)的连接端设有GPRS模块(4)；所述监控系统(2)包括激光测距仪(5)和水准测量仪(6)，所述水准测量仪(6)设置在激光测距仪(5)一侧，所述激光测距仪(5)底部设有固定支撑(10)，所述激光测距仪(5)顶部设有第一标记点和第二标记点，所述第一标记点和第二标记点分别设置在激光测距仪(5)两端，所述激光测距仪(5)用于测量被测物与激光测距仪(5)之间距离，所述被测物表面设有第三标记点；所述监控终端(3)包括运算模块(7)、显示模块(8)和存储模块(9)，所述运算模块(7)用于计算被测物微型变量，并将计算结果在显示模块(8)实时显示，同时存储在存储模块(9)中。2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，其特征在于：所述第一标记点、第二标记点和第三标记点设置为标签，三个所述标签分别与激光测距仪(5)和被测物粘接。3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，其特征在于：所述水准测量仪(6)用于监测第一标记点和第二标记点的绝对标高初始值和过段时间后实际值，所述水准测量仪(6)一侧还设有激光发射器(11)，所述激光发射器(11)与第三标记点初始位置相匹配，激光发射器(11)在被测物的激光点为D。4.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测系统，其特征在于：还包括一种基于激光测距仪的结构微变形实时监测方法，具体步骤如下：步骤一：在被测物前方设放置固定支撑(10)，并在固定支撑(10)顶部固定安装激光测距仪(5)，打开激光测距仪(5)开关，将激光水平对准被测物，在激光测距仪(5)顶部两端分别张贴第一标记点和第二标记点，在准被测物表面的激光点上张贴第三标记点；步骤二：在激光测距仪(5)一侧设置水准测量仪(6)，实时监测第一标记点和第二标记点的实时变化标高，将第一标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，李晓武，向南，付焕平，刘青麟，
申请(专利权)人：上海潮旅信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31