形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质技术方案

本申请提供了一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，形变监测系统包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器和与预设水平面垂直设置的凸透镜，垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离，激光成像面板用以基于凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板的激光位置计算形变监测点的形变量。仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了成本，适合大范围监测使用。大范围监测使用。大范围监测使用。

【技术实现步骤摘要】
形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质


[0001]本申请涉及工程测量
，具体而言，涉及一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质。

技术介绍

[0002]形变监测是测量工程中的一项重要工作，对人工建筑物如大楼、路基、桥墩、大坝等进行形变监测可以判定该建筑物的使用是否存在安全隐患，有助于安全管理和运行维护，对自然界结构体如坡体、沉降面、危岩体等进行形变监测可以判定监测区域是否存在地质灾害隐患，有助于防灾减灾。
[0003]现阶段，通常采用地基监测手段，包括全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)形变监测、全站仪形变监测等。其中，GNSS技术通过采集形变监测点多时相的三维空间位置信息，获取其绝对型变量值，全站仪形变监测利用预设控制点上布设的全站仪对形变监测点上安装的光学棱镜发射脉冲激光进行测距，同时记录照准角度等，从而反算出形变监测点的三维坐标信息。
[0004]然而，GNSS形变监测需要在每一个单独的形变监测点上建立GNSS观测墩，所需的设备费用昂贵且后期维护需要投入巨大的人力物力，不适合大范围应用，而全站仪监测由于需要人工现场操作，人力投入相应增加。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，以解决现有技术中形变监测需要投入巨大的人力物力的问题。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请一实施例提供了一种形变监测系统，包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板；
[0008]所述激光成像面板和所述激光监测仪垂直正对设置；
[0009]其中，所述激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器，以及与所述预设水平面垂直设置的凸透镜；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离；
[0010]所述多个激光发射器发射的多个平行激光束经所述凸透镜折射后相交于所述凸透镜的焦点；
[0011]所述激光成像面板用以基于所述凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间所述多个激光束在所述激光成像面板的激光位置计算所述形变监测点的形变量。
[0012]可选地，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器；
[0013]所述中心激光发射器发射的中心激光束与所述激光监测仪的中心轴共线，且穿过所述凸透镜的光心点。
[0014]可选地，所述激光成像面板为栅格面板，用以标定所述多个激光束的激光位置。
[0015]第二方面，本申请另一实施例提供了一种形变监测方法，所述方法包括：
[0016]获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，其中，所述激光监测仪为第一方面任一项所述的激光监测仪；
[0017]获取第二时间所述多个激光束在所述激光成像面板的第二位置；
[0018]根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量。
[0019]可选地，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器以及下视激光发射器；
[0020]所述多个激光束包括：所述上视激光发射器发射的上视激光束经所述凸透镜折射后的目标上视激光束，所述中心激光发射器发射的中心激光束经所述凸透镜折射后的目标中心激光束，以及所述下视激光发射器发射的下视激光束经所述凸透镜折射后的目标下视激光束；
[0021]所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置；其中，所述第一维度为所述激光监测仪的发射方向所对应的维度；
[0022]所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，所述第二时间所述中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置；
[0023]所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：
[0024]若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第一预设条件，则确定所述形变监测点在所述第一维度上存在形变分量；
[0025]根据所述第一时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第一位置和所述第一时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第一位置，计算所述第一时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第一距离；
[0026]根据所述第二时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第二位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第二位置，计算所述第二时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第二距离；
[0027]计算所述第一距离和所述第二距离之间的距离差；
[0028]根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量；
[0029]其中，所述第一预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成
像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同。
[0030]可选地，所述根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量，包括：
[0031]获取所述上视激光发射器、所述下视激光发射器分别与所述中心激光发射器之间距离的距离和；
[0032]计算所述距离差和所述距离和的比值；
[0033]将所述比值和所述凸透镜的焦距的乘积作为所述形变监测点在所述第一维度上的所述形变量。
[0034]可选地，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置；其中，所述第二维度为与所述第一维度所对应的平面垂直、且与预设水平面平行的平面所对应的维度；
[0035]所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形变监测系统，其特征在于，包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板；所述激光成像面板和所述激光监测仪垂直正对设置；其中，所述激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器，以及与所述预设水平面垂直设置的凸透镜；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离；所述多个激光发射器发射的多个平行激光束经所述凸透镜折射后相交于所述凸透镜的焦点；所述激光成像面板用以基于所述凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间所述多个激光束在所述激光成像面板的激光位置计算所述形变监测点的形变量。2.根据权利要求1所述的形变监测系统，其特征在于，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器；所述中心激光发射器发射的中心激光束与所述激光监测仪的中心轴共线，且穿过所述凸透镜的光心点。3.根据权利要求1所述的形变监测系统，其特征在于，所述激光成像面板为栅格面板，用以标定所述多个激光束的激光位置。4.一种形变监测方法，其特征在于，所述方法包括：获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，其中，所述激光监测仪为上述权利要求1至3任一项所述的激光监测仪；获取第二时间所述多个激光束在所述激光成像面板的第二位置；根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器以及下视激光发射器；所述多个激光束包括：所述上视激光发射器发射的上视激光束经所述凸透镜折射后的目标上视激光束，所述中心激光发射器发射的中心激光束经所述凸透镜折射后的目标中心激光束，以及所述下视激光发射器发射的下视激光束经所述凸透镜折射后的目标下视激光束；所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置；其中，所述第一维度为所述激光监测仪的发射方向所对应的维度；所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，所述第二时间所述中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置；所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第一预设条件，则确定所述形变监测点在所述第一维度上存在形变分量；
根据所述第一时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第一位置和所述第一时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第一位置，计算所述第一时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第一距离；根据所述第二时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第二位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第二位置，计算所述第二时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第二距离；计算所述第一距离和所述第二距离之间的距离差；根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量；其中，所述第一预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量，包括：获取所述上视激光发射器、所述下视激光发射器分别与所述中心激光发射器之间距离的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨潇潇，王江涛，武盼锋，姬冰丽，李欢，
申请(专利权)人：中煤航测遥感集团有限公司，
类型：发明
国别省市：