一种基于拟合反演的结构立柱倾斜监测方法、系统以及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了基于拟合反演的结构立柱倾斜监测方法、系统以及存储介质，本方案通过在待测结构立柱的一条母线上沿一定距离布置若干测量点；对测量点的倾角变化量进行实时监测；基于监测的数据计算待测结构立柱的倾斜侧移曲线，并据此确定柱顶位移。本发明专利技术提供的方案操作简单，计算效率非常高，可实现自动实时监测；同时本方案对现场条件包括视线通透、环境参考点等均无要求，有效解决了传统挠度测量对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拟合反演的结构立柱倾斜监测方法、系统以及存储介质
本专利技术涉及工程监测技术，具体涉及结构立柱倾斜度监测技术。
技术介绍
在建筑施工过程中，对结构立柱倾斜的实时精确测量对施工过程监测及运营阶段健康监测起到尤为关键的重要。目前对结构立柱倾斜的监测测量技术一般都是基于挠度测量技术，然而传统挠度测量技术在实际应用过程中对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高，这大大影响了其实用性。在此基础上人们也针对结构立柱倾斜的监测测量给出了多种方案，如：公开号CN208383141U的中国专利，公开了一种测量立柱倾斜度角尺，其包括一上部带长气泡、两侧具有刻度的水平尺与一带角度可调整的斜衬组成，与一台免棱镜测距的全站仪配合使用；如公开号CN108088392A的中国专利，公开了一种科学技术研究用倾斜度测量装置，其通过设置挡板、激光测距仪等装置实现了对倾斜度的测量；如公开号CN110595433A的中国专利，公开了一种基于双目视觉的输电杆塔倾斜的测量方法，其通过在双目相机标定后，根据对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性的杆塔特征点计算其三维世界坐标，由三维坐标计算出杆塔倾斜角和倾斜方位角；如公开号CN204832852U的中国专利，公开了一种基于物联网的结构倾斜监测装置，其由多个结构倾斜现场监测单元及结构倾斜远程监控端组成，每个结构倾斜现场监测单元包括多个倾角传感器、数据采集模块、数据传输模块和电源模块。所述的多个倾角传感器与数据采集模块连接，数据采集模块与数据通讯模块连接，倾角传感器用于感测倾斜角度并将感测到的倾斜数据上传给数据采集模块，数据采集模块与监控服务器通过数据传输模块连接，监控服务器与监控系统客户端通过互联网进行连接。针对上述现有方案可知，其中1-3项方案虽然均公开了用来测量倾斜的装置或工具方法，但是这些方案都需要人工现场操作，无法自动实时监测立柱的倾斜数据；更加无法保证监测数据准确性。第4项方案提到了倾斜监测装置的物联网组网，但是该方法仅仅实现了数据采集传输，各传感器的数据相互独立，缺少立柱倾斜曲线的进一步计算和评估方法，无法保证最终监测数据准确性和针对性。
技术实现思路
针对现有结构立柱倾斜的监测测量技术所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种新的结构立柱倾斜监测方案，其实施简单，测量精和测量计算效率高。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种基于拟合反演的结构立柱倾斜监测方法，该方法包括：通过在待测结构立柱的一条母线上沿一定距离布置若干测量点；对测量点的倾角变化量进行实时监测；基于监测的数据计算待测结构立柱的倾斜侧移曲线，并据此确定柱顶位移。进一步地，所述布置的测量点为倾角插值点。进一步地，根据测量点的布置数量及所测结构立柱的边界条件，确定待测结构立柱的倾斜侧移曲线形式及曲线函数中的未知待定参数。进一步地，所述方法中基于倾角拟合挠曲线的方法计算推定倾斜侧移曲线函数的未知参数，从而反演计算待测结构立柱的倾斜侧移曲线。进一步地，所述方法中根据测量点的布置数量及所测对象边界条件，确定对应的倾斜侧移曲线函数拟合计算形成待测结构立柱的倾斜侧移曲线。进一步地，所述方法基于待测结构立柱的柱脚无刚体位移，并以柱脚处作为倾斜侧移曲线的原点，以悬臂柱端部受集中荷载作用下的一元三次倾斜侧移函数作为基础进行泛化扩展，建立倾斜侧移曲线函数。进一步地，针对所建立的倾斜侧移曲线函数形式，拟合倾斜侧移曲线函数的未知量系数，并计算其柱顶水平位移。进一步地，若观测值数目≥待定参数的数目，则可直接进行待定参数拟合计算；若观测值数目＜待定参数的数目，则通过补充额外的约束条件后再进行待定参数拟合计算。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种基于拟合反演的结构立柱倾斜监测系统，所述结构立柱倾斜监测系统包括处理器以及处理程序，所述处理器可执行处理程序，以按照上述的结构立柱倾斜监测方法进行结构立柱倾斜监测。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，所述程序执行上述的结构立柱倾斜监测方法。本专利技术提供的方案操作简单，计算效率非常高，可实现自动实时监测；同时本方案对现场条件包括视线通透、环境参考点等均无要求，有效解决了传统挠度测量对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高的技术问题。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为本专利技术实例中结构立柱倾斜监测的流程示例图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实例，进一步阐述本专利技术。本实例给出一种可对结构立柱倾斜进行实时高频次测量方案，本方案基于倾角拟合挠曲线的方法反演计算确定结构立柱的倾斜。本方案中，首先通过在结构立柱的一条母线上沿一定距离布置若干测量点；接着对测量点的倾角变化量进行实时监测，基于所选择的倾斜侧移曲线函数形式，确定曲线函数的未定参数，并输出柱顶位移。这里的立柱母线是指在立柱表面选取的一条与立柱中心轴线平行的线。再者，本实例中在立柱母线上布置测量点的距离，具体可根据实际需求而定，此处不加以限定。本实例中针对每个测量点的测量，可利用任意可以采集倾角数据的传感器进行监测数据的采集和计算，作为举例，可以为但不仅限于倾角计和测斜仪等。本结构立柱倾斜监测方案，操作简单，成本低，计算效率非常高，一经仪器安装完毕后即可自动实时监测，对现场条件包括视线通透、环境参考点等均无要求，解决了传统挠度测量对仪器要求高、对计算要求高、对环境要求高的技术问题。本方案，其利用提前布设好的倾角传感器，在监测过程中可以实时自动计算结构立柱的倾斜，监测过程中全程无需人为干预，极大地提高了计算效。再者，常见的传统的立柱倾斜测量方案包括：(1)基于固定的环境参考点，通过测量差值来实现倾斜测量，但是监测过程中现场往往难以保证该条件；(2)基于全站仪等光学坐标测量仪器，利用人工方式或半自动方式进行坐标测量，但是难以做到高频次的测量，并且该方式需要能够直接观测到监测的对象，需要视线通透的环境，不能有施工措施、装修或其它环境干扰。故，本方案相对于的传统的立柱倾斜测量方案，对现场条件包括视线通透、环境参考点等均无要求，大大提高其实用性。针对本实例给出的结构立柱倾斜监测方案，以下举例说明一下其具体实施过程。基于上述技术原理，本方案在具体实施时，基于倾角拟合挠曲线的方法反演计算出结构立柱的倾斜侧移曲线，并据此计算输出其柱顶水平位移。这样能够解决传统的立柱倾斜测量耗时长、人工操作复杂、采集频率极低等问题，同时克服对操作空间、视觉空间等额外要求。具体实现时，整个过程包括如下步骤(参见图1)：S1，确定监测对象立柱的总高H；S2，沿立柱母线方向选取m个插值测量点，每个测量点布置一个相应的倾角传感器，用来测量插值点处的倾角变化量。由此形成的立柱倾斜监测模式中(即挠度监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拟合反演的结构立柱倾斜监测方法，其特征在于，所述方法包括：/n通过在待测结构立柱的一条母线上沿一定距离布置若干测量点；/n对测量点的倾角变化量进行实时监测；/n基于监测的数据计算待测结构立柱的倾斜侧移曲线，并据此确定柱顶位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于拟合反演的结构立柱倾斜监测方法，其特征在于，所述方法包括：
通过在待测结构立柱的一条母线上沿一定距离布置若干测量点；
对测量点的倾角变化量进行实时监测；
基于监测的数据计算待测结构立柱的倾斜侧移曲线，并据此确定柱顶位移。


2.根据权利要求1所述的结构立柱倾斜监测方法，其特征在于，所述布置的测量点为倾角插值点。


3.根据权利要求1所述的结构立柱倾斜监测方法，其特征在于，根据测量点的布置数量及所测结构立柱的边界条件，确定待测结构立柱对应的倾斜侧移曲线函数的形式及函数中的未知待定参数。


4.根据权利要求3所述的结构立柱倾斜监测方法，其特征在于，所述方法中基于倾角拟合挠曲线的方法计算推定倾斜侧移曲线函数的未知参数，从而反演计算待测结构立柱的倾斜侧移曲线。


5.根据权利要求4所述的结构立柱倾斜监测方法，其特征在于，所述方法中根据测量点的布置数量及所测对象边界条件，确定对应的倾斜侧移曲线函数拟合计算形成待测结构立柱的倾斜侧移曲线。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊，
申请(专利权)人：同恩上海工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31