激光成像雙路自動監(jiān)測儀及集群式監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑檢測和監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種激光成像雙路自動監(jiān)測儀及集群 式監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代路橋、建筑的檢測中，挽度和位移是兩個重要參數(shù)。在樓宇、橋梁、公路、山 體改造等的驗收和健康狀況評價等方面都需要準確測量其靜、動態(tài)挽度值和位移值。目前， 測量挽度主要采用水準儀測量、全站儀測量、傾角儀測量和光電成像測量等方法。每種方法 都存在一定優(yōu)勢和缺陷。隨著計算機等級的提高、數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的進步，W及建筑材料和工 藝的不斷成熟，挽度和位移的監(jiān)測逐漸朝著集群式、大量程、自動化、長期在線動態(tài)測量的 方向發(fā)展。而現(xiàn)有的測量技術(shù)尚不能滿足人們對大型目標，甚至是特大型目標安全評估的 需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有挽度測量方法及裝置不能滿足集群式、大量程、自動化、長期在線動 態(tài)測量的需要，本發(fā)明旨在提供一種激光成像雙路自動監(jiān)測儀，能夠?qū)崿F(xiàn)挽度和位移長期 的雙路實時動態(tài)監(jiān)測，具有自動化、高精度和低成本等特點；同時提供一種集群式監(jiān)測系 統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域內(nèi)多個監(jiān)測目標的集群式長期在線自動動態(tài)監(jiān)測。
[0004] 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0005] -種激光成像雙路自動監(jiān)測儀，包括固定端和監(jiān)測端，固定端包括固定在外殼一 內(nèi)電路板上的激光器組件和第一信號傳輸及控制器，第一信號傳輸及控制器包括相連接的 ARM處理器和信號轉(zhuǎn)換模塊一，ARM處理器通過繼電器與激光器組件；監(jiān)控端包括固定在外 殼二內(nèi)電路板上的祀標、圖像處理器和第二信號傳輸及控制器，祀標延激光光束延伸方向 依次包括濾光光幕、鏡頭、圖像傳感器；圖像傳感器位于鏡頭的光學(xué)焦點，鏡頭與濾光光幕 之間的距離與測量量程呈線性正比例相關(guān)；在工作起始狀態(tài)，激光器組件的焦點與濾光光 幕的零點對準；第二信號傳輸及控制器包括相連接的ARM處理器和信號轉(zhuǎn)換模塊二，圖像 處理器的輸入端與圖像傳感器相連，輸出端與第二信號傳輸及控制器的ARM處理器相連。
[0006] 進一步的，濾光光幕采用W測量量程為邊長的正方形有色有機玻璃，其顏色與激 光光束顏色一致。
[0007] 進一步的，圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器，其分辨率為1024*768。
[0008] 進一步的，圖像處理器采用FPGA現(xiàn)場可編程邏輯口整列，F(xiàn)PGA依次與第二信號傳 輸及控制器的ARM處理器和信號轉(zhuǎn)換模塊二連接，并固定在電路板上；信號轉(zhuǎn)換模塊二與 所述第一信號傳輸及控制器的ARM處理器通過電纜連接。
[0009] 進一步的，激光器組件包括激光器座和多個激光器，激光器座呈中必對稱結(jié)構(gòu)，其 對稱中必通過螺栓固定在外殼一上，其上均勻、對稱地設(shè)有安裝激光器的通孔，激光器一一 對應(yīng)地內(nèi)嵌在通孔中，并通過電路連接到電路板上；第一信號傳輸及控制器內(nèi)并行設(shè)有多 個繼電器，繼電器與激光器一一對應(yīng)連接。
[0010] 進一步的，激光器座采用方位俯仰可調(diào)的激光器座，其邊緣均勻、中必對稱地設(shè)有 可伸縮的方位俯仰調(diào)節(jié)組件，其對稱中必的螺栓預(yù)置在彈黃內(nèi)。
[0011] 進一步的，激光器與激光器座之間的接觸面上還均勻、對稱地設(shè)置有可伸縮的激 光器預(yù)調(diào)組件。
[0012] 進一步的，激光器座呈十字形，在其四個突出部分別開有安裝激光器的通孔，激光 器座的四個突出部分邊緣分別設(shè)有方位俯仰調(diào)節(jié)組件；每個通孔的側(cè)壁上均勻、對稱地設(shè) 有激光器預(yù)調(diào)組件。
[0013] 進一步的，激光器座采用球墨鑄鐵一次成型鑄造而成。
[0014] 進一步的，方位俯仰調(diào)節(jié)組件和激光器預(yù)調(diào)組件均由頂絲或螺栓構(gòu)成，激光器座 的每個調(diào)節(jié)面至少配有兩個方位俯仰調(diào)節(jié)組件，每個激光器至少配有四個激光器預(yù)調(diào)組 件。
[0015] 進一步的，固定端和監(jiān)測端均配有溫控裝置，溫控裝置包括溫度傳感器、電熱絲和 風(fēng)扇，兩溫控裝置的溫度傳感器分別與第一信號傳輸及控制器的ARM處理器和第二信號傳 輸及控制器的ARM處理器連接，兩溫控裝置的電熱絲和風(fēng)扇均通過繼電器與第一信號傳輸 及控制器的ARM處理器和第二信號傳輸及控制器的ARM處理器連接，電熱絲與風(fēng)扇分別與 繼電器一一對應(yīng)。
[0016] 進一步的，固定端內(nèi)溫控裝置的電熱絲開啟和關(guān)閉的臨界溫度為fTC，風(fēng)扇開啟和 關(guān)閉的臨界溫度為3(TC;監(jiān)測端內(nèi)溫控裝置的電熱絲開啟和關(guān)閉的臨界溫度為-1(TC，風(fēng)扇 開啟和關(guān)閉的臨界溫度為6(TC。
[0017] 本發(fā)明還提供一種采用上述任一技術(shù)方案中激光成像雙路自動監(jiān)測儀的集群式 監(jiān)測系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，發(fā)射端通過無線電波將挽度和位移信息傳遞給接收端；發(fā) 射端包括多個監(jiān)測點的激光成像雙路自動監(jiān)測儀，每個激光成像雙路自動監(jiān)測儀均配有發(fā) 射天線，用于監(jiān)測點數(shù)據(jù)的采集、編碼和發(fā)射；接收端為由接收天線和計算機終端組成的監(jiān) 測中必，接收天線用于對無線信號的接收、采集和解碼；監(jiān)測中必用于多個監(jiān)測點信息的集 中處理、分析及實時監(jiān)控。
[0018] 本發(fā)明的激光成像雙路自動監(jiān)測儀結(jié)合了激光成像和光電成像原理，借助激光投 影因待測目標的移動或形變帶動祀標移動而發(fā)生偏離，通過光斑投影的相對位移計算待測 目標的挽度和位移，具有精度高、速度快、成本低等優(yōu)勢。同時本發(fā)明采用濾光光幕濾除大 量可見光及激光散光，降低激光光束的強度，延長圖像傳感器的使用壽命；通過多個激光器 的自動切換延長整個監(jiān)測儀的工作壽命；同時配有方位俯仰可調(diào)的激光器座和激光器預(yù)調(diào) 組件，能夠保證多個激光器進行切換時其焦點始終與濾光光幕中必對準，不因人工安裝時 的誤差或待測點與固定點之間的距離而發(fā)生偏離。而且本發(fā)明無需采用成本高昂的高清攝 像頭，只需普通的定焦廣角光學(xué)鏡頭即可，極大地降低了監(jiān)測儀的成本，便于大規(guī)模批量使 用。另外，本發(fā)明的集群式監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域內(nèi)多個監(jiān)測點信息的集中處理、分析及實 時監(jiān)控。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明中激光成像雙路自動監(jiān)測儀使用狀態(tài)的示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明中激光成像雙路自動監(jiān)測儀的工作原理圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明中激光成像雙路自動監(jiān)測儀的監(jiān)測端的信號傳遞流程圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明中激光成像雙路自動監(jiān)測儀的實施例中激光器座的一種結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明中激光成像雙路自動監(jiān)測儀的實施例中激光器座的一種結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0024] 圖6為本發(fā)明中集群式監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[00巧]其中，1 ;橋域；2 ;橋面；3 ;固定端；4 ;監(jiān)測端；5 ;激光光束；6 ;激光器座；7 ;通孔； 8 ;方位俯仰調(diào)節(jié)組件；9 ;激光器預(yù)調(diào)組件；10 ;發(fā)射天線；11 ;接收天線；12 ;監(jiān)測中必； 13 ;計算機終端。
[0026] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
【具體實施方式】
[0027] 本發(fā)明首先提供一種激光成像雙路自動監(jiān)測儀，包括固定端3和監(jiān)測端4。在待 測目標挽度的動態(tài)測量中，由于靜態(tài)擾度對動態(tài)挽度產(chǎn)生的影響可W忽略不計，故假定待 測目標不產(chǎn)生靜態(tài)挽度。固定端3可W固定在待