一种激光测沉降装置、系统及测沉降方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光测沉降装置、系统及测沉降方法，该装置包括设置在目标被测物的被测点处的激光光源、设置在激光光源的出射场处的准直镜、设置在准直镜的光出射场处的成像板、设置在成像板背离准直镜一侧的照相机，以及与照相机数据交互的图像处理器；激光光源的光束入射至准直镜，经准直镜准直出射后于成像板上形成光斑，照相机在预定时间间隔下对光斑连续拍照，获得表征被测点处的实时位置的图像信息；图像处理器通过对同一个被测点的图像信息的实时比对确定被测点的沉降状态。本发明专利技术提供的激光测沉降装置通过实现了对监测靶点的采点监测，整体造价低廉，各个光斑的位移量通过图像处理器进行对比分析处理，实现了科学监测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种激光测沉降装置、系统及测沉降方法


[0001]本专利技术涉及沉降监测
，尤其涉及一种激光测沉降装置、系统及测沉降方法。

技术介绍

[0002]地铁、隧道、高架桥等大型建筑物的发展建设过程中，以及建设完成后都需要对其沉降状态进行实时监测。对建筑物沉降造成影响的包括多种因素。比如地面沉降，随着时间的累积，地面的水平度必然会因为沉降发生变化，因此工程建设修筑的地基需要测量其水平准直度，竣工的建筑物沉降监测的观测点也需长期的实时监测。再比如地形，尤其西部地区山体较多，地形复杂，政府大力建设路桥的工程中，也需要对地形进行勘探，对建设的路桥进行安全性检验，竣工的路桥工程尤其需要实时监控沉降，一来保证安全，二来实时监测路桥状况及时修复从长远看也是节约投资成本。
[0003]若不能实时监测大型建筑物、山体等的沉降，则有可能造成大型事故，譬如：因山体沉降造成的滑坡、泥石流；因建筑物沉降引起的倾斜、倒塌；尤其现今在大力发展建设的地铁、隧道、高架桥等，这些大型建筑物的沉降是特别需要实时监控的。
[0004]为了实现对大型建筑的沉降状态进行实时监测，现有技术通过昂贵照相机直接定点定位拍摄分析，相机多次拍摄的次数有限，且相机拍摄视角的范围也有限(可拍靶点有限)，造价高、实际应用范围限制较多，若应用在对大型山体的沉降监测上会直接抬高成本。
[0005]因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种激光测沉降装置、系统及测沉降方法，采用的技术方案具体如下：
[0007]一方面，本专利技术提供一种激光测沉降装置，其包括设置在目标被测物的被测点处的激光光源、设置在所述激光光源的出射场处的准直镜、设置在所述准直镜的光出射场处的成像板、设置在所述成像板背离所述准直镜一侧的照相机，以及与所述照相机数据交互的图像处理器；
[0008]所述激光光源发出的光束入射至所述准直镜，所述准直镜被配置的实现对入射光束的准直，经所述准直镜准直的光束自所述准直镜出射并于所述成像板上形成光斑，所述照相机在预定时间间隔下对所述成像板上的光斑连续拍照，获得表征所述被测点处的实时位置的图像信息；
[0009]所述图像处理器接收所述图像信息，且通过对同一个被测点的图像信息的实时比对确定所述被测点的沉降状态。
[0010]上述技术方案中进一步的，该激光测沉降装置还包括信息显示器，所述信息显示器与所述图像处理器相连，所述信息显示器被配置的与所述图像处理器形成信息交互，所述图像处理器处理得到的沉降数据通过所述信息显示器显示。
[0011]进一步的，所述信息显示器内存储有沉降数据范围，当显示的沉降数据超出所述沉降数据范围后，所述信息显示器发出警报信息。
[0012]进一步的，所述激光光源、准直镜和成像板的中心位于同一条直线上。
[0013]进一步的，所述成像板为半透明成像板，所述成像板包括毛玻璃。
[0014]进一步的，所述目标被测物包括若干个被测点，每个所述被测点处设置有一个激光光源，若干个所述激光光源的光束落入所述准直镜的光入射场中，若干个所述激光光源的光束被所述准直镜准直后于所述成像板上形成若干个独立的光斑，一个光束对应一个所述光斑。
[0015]进一步的，所述照相机被配置的对所述光斑进行拍照记录，所述图像处理器通过照片图像信息获取每个光斑的位置信息及光斑强度信息。
[0016]进一步的，所述图像处理器包括图像采集模块和图像处理模块，所述图像采集模块被配置的实现对所述照相机拍到的照片上的图像信息进行识别和采集。
[0017]进一步的，所述图像处理模块包括存储单元、图像比较单元、图像筛选单元、图像分析单元、输出单元，以及误差处理单元。
[0018]进一步的，所述存储单元被配置的储存有初始图像信息，所述初始图像信息包括每个光斑在初始状态下的位置信息和强度信息。
[0019]进一步的，所述图像比较单元被配置的自所述图像采集模块获取图像信息，且将所述图像信息与所述存储单元内的初始图像信息进行比较。
[0020]进一步的，所述误差处理单元被配置的对自所述图像采集模块获取的图像信息进行误差分析，剔除误差图像信息。
[0021]进一步的，所述图像筛选单元被配置的接收所述误差处理单元完成误差处理后的图像信息，获得筛选后的目标图像信息。
[0022]进一步的，所述图像分析单元被配置的根据所述图像筛选单元中的目标图像信息与所述初始图像信息对所述图像信息中的光斑的位移量进行处理分析，得到与所述图像信息中的光斑对应的被测点的沉降位移量。
[0023]进一步的，所述输出单元被配置的将自所述图像分析单元输出的沉降位移量输出至信息显示器。
[0024]进一步的，所述图像采集模块对照片上的每个光斑的位置信息和强度信息进行识别、采集，所述图像比较单元将所述图像采集模块采集到的每个光斑的信息与初始图像信息进行比较，得到与每个光斑对应的被测点的位移量，所述误差处理单元根据自所述图像比较单元获得的若干个位移量对所述图像采集模块获取的图像信息进行误差分析，剔除与极值位移量对应的图像信息，所述图像筛选单元接收所述误差处理单元完成误差处理后的图像信息，获得筛选后的目标图像信息，所述图像分析单元对目标图像信息中的每个光斑的位移量进行处理分析，得到与每个光斑对应的被测点的沉降位移量，再根据每个被测点的沉降位移量确定被测物整体的沉降状态。
[0025]进一步的，设置在目标被测物的一个被测点处的激光光源至少包括两个，两个所述激光光源相对设置，两个所述激光光源的出射光路方向不同。
[0026]进一步的，两个所述激光光源的出射光路的方向平行或不平行；两个所述激光光源的出射光路的方向相反或不相反。
[0027]进一步的，两个所述激光光源安装在同一个激光安装架上，两个所述激光光源的出射光路关于所述激光安装架的中心轴线对称且向外发散。
[0028]进一步的，设置在一个被测点处的两个激光光源的出射光路方向不同，两个所述激光光源的出射光束分别入射至不同的准直镜内，再通过两个不同的成像板成像，再经由两个照相机拍照显示，所述图像处理器被配置的对两个所述照相机拍到的图像信息进行处理对比，实现对同一个被测点的沉降状态的对比校验。
[0029]另一方面，基于上述提供的激光测沉降装置，本专利技术还提供一种激光测沉降系统，该系统不仅包括若干个激光测沉降装置，还包括中央处理器，每个所述激光测沉降装置的图像处理器与所述中央处理器相连，每个所述图像处理器处理得到的关于被测点的沉降状态的信息被所述中央处理器接收，所述中央处理器根据自每个所述图像处理器获取的关于被测点的沉降状态的信息处理得到被测物整体的沉降状态。
[0030]进一步的，被测物整体的沉降状态包括整体沉降位移量、整体倾斜方向，以及倾斜度。
[0031]进一步的，若干个所述激光测沉降装置上的激光光源安装在被测物的外表面上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光测沉降装置，其特征在于，其包括设置在目标被测物的被测点处的激光光源(1)、设置在所述激光光源(1)的出射场处的准直镜(2)、设置在所述准直镜(2)的光出射场处的成像板(3)、设置在所述成像板(3)背离所述准直镜(2)一侧的照相机(4)，以及与所述照相机(4)数据交互的图像处理器(5)；所述激光光源(1)发出的光束入射至所述准直镜(2)，所述准直镜(2)被配置的实现对入射光束的准直，经所述准直镜(2)准直的光束自所述准直镜(2)出射并于所述成像板(3)上形成光斑，所述照相机(4)在预定时间间隔下对所述成像板(3)上的光斑连续拍照，获得表征所述被测点处的实时位置的图像信息；所述图像处理器(5)接收所述图像信息，且通过对同一个被测点的图像信息的实时比对确定所述被测点的沉降状态。2.根据权利要求1所述的激光测沉降装置，其特征在于，其还包括信息显示器(6)，所述信息显示器(6)与所述图像处理器(5)相连，所述信息显示器(6)被配置的与所述图像处理器(5)形成信息交互，所述图像处理器(5)处理得到的沉降数据通过所述信息显示器(6)显示；所述信息显示器(6)内存储有沉降数据范围，当显示的沉降数据超出所述沉降数据范围后，所述信息显示器(6)发出警报信息。3.根据权利要求1所述的激光测沉降装置，其特征在于，所述激光光源(1)、准直镜(2)和成像板(3)的中心位于同一条直线上；所述成像板(3)为半透明成像板(3)，所述成像板(3)包括毛玻璃；所述目标被测物包括若干个被测点，每个所述被测点处设置有一个激光光源(1)，若干个所述激光光源(1)的光束落入所述准直镜(2)的光入射场中，若干个所述激光光源(1)的光束被所述准直镜(2)准直后于所述成像板(3)上形成若干个独立的光斑，一个光束对应一个所述光斑；所述照相机(4)被配置的对所述光斑进行拍照记录，所述图像处理器(5)通过照片图像信息获取每个光斑的位置信息及光斑强度信息。4.根据权利要求3所述的激光测沉降装置，其特征在于，所述图像处理器(5)包括图像采集模块(51)和图像处理模块(52)，所述图像采集模块(51)被配置的实现对所述照相机(4)拍到的照片上的图像信息进行识别和采集；所述图像处理模块(52)包括存储单元(526)、图像比较单元(521)、图像筛选单元(523)、图像分析单元(524)、输出单元(525)，以及误差处理单元(522)；所述存储单元(526)被配置的储存有初始图像信息，所述初始图像信息包括每个光斑在初始状态下的位置信息和强度信息；所述图像比较单元(521)被配置的自所述图像采集模块(51)获取图像信息，且将所述图像信息与所述存储单元(526)内的初始图像信息进行比较；所述误差处理单元(522)被配置的对自所述图像采集模块(51)获取的图像信息进行误差分析，剔除误差图像信息；所述图像筛选单元(523)被配置的接收所述误差处理单元(522)完成误差处理后的图像信息，获得筛选后的目标图像信息；所述图像分析单元(524)被配置的根据所述图像筛选单元(523)中的目标图像信息与
所述初始图像信息对所述图像信息中的光斑的位移量进行处理分析，得到与所述图像信息中的光斑对应的被测点的沉降位移量；所述输出单元(525)被配置的将自所述图像分析单元(524)输出的沉降位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠少麟，周康，
申请(专利权)人：中科艾迈克精密机电制造苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：