一種基于圖像識(shí)別原理的沉降檢測(cè)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及建筑物沉降檢測(cè)方法和裝置，尤其是基于靜力水準(zhǔn)儀沉降測(cè)量的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑物提供社會(huì)生產(chǎn)、生存和發(fā)展的空間環(huán)境，由于地質(zhì)條件、大氣環(huán)境、建筑物載荷影響，導(dǎo)致建筑物在施工和使用過(guò)程中產(chǎn)生垂直沉降和變形，為了確保人身和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)建筑物沉降實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)十分重要。
[0003]當(dāng)前，建筑物沉降檢測(cè)主要采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量，這需要利用儀器建立一條水平視線(xiàn)，然后讀取視線(xiàn)兩端的水準(zhǔn)標(biāo)尺刻度，由刻度讀數(shù)差計(jì)算出標(biāo)尺立尺點(diǎn)的高度差，幾何水準(zhǔn)測(cè)量比較成熟，但是工作效率低，難以實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，近年來(lái)出現(xiàn)的靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量建筑物沉降方法，一般采用電子式傳感器測(cè)量液面位置來(lái)監(jiān)測(cè)建筑物沉降，難以滿(mǎn)足土木領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)需求。
[0004]純機(jī)械式測(cè)量工具具有測(cè)量結(jié)果抖動(dòng)小、數(shù)據(jù)連續(xù)性好、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)量和數(shù)據(jù)讀取操作只能人工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，不能和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成，易用性和實(shí)時(shí)性差。
[0005]傳統(tǒng)的電子式測(cè)量具有精度高、易集成的優(yōu)點(diǎn)，但由于電子元件性能容易受到溫度干擾，其對(duì)電磁干擾、溫度干擾的抵抗能力較弱；一般電子元件壽命不超過(guò)10年，導(dǎo)致其無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)期在線(xiàn)測(cè)量;在更換測(cè)量工具時(shí)，由于新舊測(cè)量工具特性的離散性，常會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法銜接。
[0006]若能研發(fā)一種兼具機(jī)械式測(cè)量工具和電子式數(shù)據(jù)測(cè)量、采集處理方法優(yōu)點(diǎn)的方法及裝置，將具有顯著的工程應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種建筑物沉降檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法，把機(jī)械式測(cè)量方法和電子式數(shù)據(jù)采集處理以及人工智能方法結(jié)合起來(lái)，同時(shí)滿(mǎn)足土木工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的精度高、抖動(dòng)小、壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)和實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的要求。
[0008]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0009]—種基于圖像識(shí)別原理的沉降檢測(cè)方法，設(shè)置裝有液體的檢測(cè)容器并使得檢測(cè)容器內(nèi)的液位與沉降面的高度相關(guān)，檢測(cè)容器內(nèi)的液位隨著沉降面的高度變化而改變;采集檢測(cè)容器內(nèi)的液位圖像并加以識(shí)別，通過(guò)比較檢測(cè)容器內(nèi)的前后液位的圖像獲得沉降面相對(duì)于基準(zhǔn)面的沉降量。
[0010]進(jìn)一步，包括以下步驟:
[0011]I)所述的一種基于圖像識(shí)別原理的靜力水準(zhǔn)儀沉降檢測(cè)裝置，在基準(zhǔn)面安裝好基準(zhǔn)儲(chǔ)液罐，沉降面安裝好檢測(cè)容器，之間用連通管導(dǎo)通，液體可以自由流動(dòng)，調(diào)節(jié)基準(zhǔn)面和沉降面處大致同一高度，攝像頭采集的計(jì)量尺圖像，圖像識(shí)別電路板讀取的位置讀數(shù)即為初始位置。
[0012]2)所述的一種基于圖像識(shí)別原理的靜力水準(zhǔn)儀沉降檢測(cè)裝置，所述計(jì)量尺固定安裝在浮球上，可以隨著浮球垂直于液面上下移動(dòng)。
[0013]3)所述的一種基于圖像識(shí)別原理的靜力水準(zhǔn)儀沉降檢測(cè)裝置，所述攝像頭固定在殼體上，計(jì)量尺上有滿(mǎn)足計(jì)量要求的刻度，以及計(jì)量位置變化的標(biāo)記，采集包含標(biāo)記的圖像，即可記錄關(guān)聯(lián)的液面變化。
[0014]其中，將攝像頭或/和計(jì)量尺罩起來(lái)以屏蔽外部光源;優(yōu)選的，攝像頭自帶光源以形成良好的圖像采集環(huán)境。
[0015]—種實(shí)現(xiàn)上述方法的沉降檢測(cè)裝置，包括設(shè)置于基準(zhǔn)面處基準(zhǔn)儲(chǔ)液罐、設(shè)置于沉降面處檢測(cè)容器、基準(zhǔn)儲(chǔ)液罐和檢測(cè)容器內(nèi)液體，以及連接基準(zhǔn)儲(chǔ)液罐和檢測(cè)容器的連通管;檢測(cè)容器上方設(shè)有敏感裝置和測(cè)量裝置；
[0016]所述敏感裝置包括相互配合的隔板、浮球和包含純機(jī)械測(cè)量核心的計(jì)量尺;所述測(cè)量裝置包括相互配合的攝像頭、圖像識(shí)別電路板和電纜。
[0017]所述攝像頭、計(jì)量尺設(shè)置有外罩以屏蔽外部光源;優(yōu)選的，所述攝像頭自帶光源以形成良好的圖像采集環(huán)境；
[0018]優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)儲(chǔ)液罐和檢測(cè)容器內(nèi)的液體為防凍液；
[0019]優(yōu)選的，連通管采用帶保護(hù)套的軟管。
[0020]檢測(cè)容器的安裝底座固定在沉降面上，基準(zhǔn)面儲(chǔ)液罐的底座固定在基準(zhǔn)面上，檢測(cè)容器和基準(zhǔn)面儲(chǔ)液罐之間由軟管連通，隔板下面的圓筒安裝在底座上，其內(nèi)部分充滿(mǎn)液體，浮球部分漂浮在液體中，計(jì)量尺固定于浮球上成為一體，使得計(jì)量尺能夠直接反映液面的變化;圓筒上設(shè)有隔板供計(jì)量尺穿過(guò)；
[0021]計(jì)量尺、圓筒、底座、浮球、液體組成機(jī)械式敏感裝置，攝像頭固定安裝于隔板上方與計(jì)量尺相對(duì)，以使得指示刻度可以清晰成像并被圖像識(shí)別電路板所識(shí)別，圖像識(shí)別電路板分析計(jì)量尺的圖像，獲得攝像頭所在位置計(jì)量尺的讀數(shù)，隔板上方固定安裝避光罩以免外界光源影響清晰成像，攝像頭、圖像識(shí)別電路板和避光罩組成光學(xué)電子式測(cè)量裝置，圖像識(shí)別電路板上有電纜引出測(cè)量裝置，外部電子裝置通過(guò)電纜為測(cè)量裝置供電和通信，將測(cè)量結(jié)果導(dǎo)出、傳送到相關(guān)的系統(tǒng)。
[0022]所述隔板為圓板，其中心開(kāi)一小孔供計(jì)量尺穿出，所述隔板固定于圓筒上。
[0023]所述攝像頭上設(shè)有LED補(bǔ)光燈;優(yōu)選的，傳感器除攝像頭、電路板、通訊電纜外的組成部件采用不銹鋼制作。
[0024]所述底座的安裝連接方式包括螺栓連接、焊接、鉚接或過(guò)盈配合;優(yōu)選的，所述外殼采用耐腐蝕材料制成;優(yōu)選的，所述耐腐蝕材料包括不銹鋼、陶瓷、有機(jī)塑料、玻璃或樹(shù)月旨;所述純機(jī)械測(cè)量核心包括游標(biāo)卡尺的刻度、旋轉(zhuǎn)指針式千分表的指針位置及游標(biāo)卡尺的刻度位置;所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括CMOS圖像傳感器、CCD圖像傳感器;所述攝像頭采用凸透鏡光學(xué)鏡頭、凹透鏡、平面鏡、全反射或光波導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng);所述自帶光源包括紅外LED光源、可見(jiàn)光LED光源或白熾燈光源;數(shù)據(jù)上傳接口包括有線(xiàn)通信電纜、無(wú)線(xiàn)上傳接口或紅外上傳接口；數(shù)據(jù)上傳方式包括將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或?qū)?shù)據(jù)在傳感器上進(jìn)行顯示、記錄。
[0025]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0026]1.本發(fā)明提供了一種適用于建筑物沉降檢測(cè)，具有快速、穩(wěn)定、精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物沉降實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)的裝置和方法，以保證建筑物施工和使用過(guò)程中的安全。
[0027]2.由于沉降量檢測(cè)精度只和直尺的計(jì)量刻度有關(guān)，替換光學(xué)成像系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)和數(shù)據(jù)上傳接口不會(huì)影響測(cè)量值，因此本發(fā)明的傳感器可以保證數(shù)據(jù)的一致性。
[0028]3.本發(fā)明可以實(shí)時(shí)在線(xiàn)采集建筑物，提高沉降檢測(cè)工作效率。
[0029]4.直尺計(jì)量精度由國(guó)家計(jì)量監(jiān)督部門(mén)保證，本發(fā)明的檢測(cè)結(jié)果具有充分的權(quán)威性。
[0030]5.本發(fā)明采用電子方法識(shí)別機(jī)械式測(cè)量工具的計(jì)量結(jié)果，便于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例靜力水準(zhǔn)儀沉降檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步加以詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]如圖1所示，是本發(fā)明的一種靜力水準(zhǔn)儀沉降檢測(cè)裝置的示意圖。其中，檢測(cè)容器安裝底座2用螺栓11和12固定在沉降面，基準(zhǔn)面儲(chǔ)液罐底座I用螺栓13和14固定在基準(zhǔn)面，沉降面檢測(cè)容器和基準(zhǔn)面儲(chǔ)液罐之間由軟管3連通，隔板4下面的圓筒15安裝在底座2上，其內(nèi)部分充滿(mǎn)液體10，浮球5部分漂浮在液體10中，計(jì)量尺6固定于浮球5上成為一體，使得計(jì)量尺6能夠直接反映液面的變化。圓筒15上設(shè)有隔板4供計(jì)量尺6穿過(guò)，隔板4是一塊圓板，中心開(kāi)一小孔供計(jì)量尺6穿出，隔板4固定于圓筒15上不可上下移動(dòng)。
[0034]計(jì)量尺6、圓筒5、底座2、浮球5，液體10組成機(jī)械式敏感裝置，攝像頭7固定安裝于隔板4上方與計(jì)量尺6相對(duì)，以使得指示刻度可以清晰成像并被圖像識(shí)別電路板8所識(shí)別，圖像識(shí)別電路板8分析計(jì)量尺的圖像，獲得攝像頭7所在位置計(jì)量尺6的讀數(shù)，隔板上方固定安裝避光圓形罩16以免外界光源影響清晰成像，攝像頭7、圖像識(shí)別電路板8和避光圓形罩16組成光學(xué)電子式測(cè)量裝置，圖像識(shí)別電路板上有電纜9引出測(cè)量裝置，外部電子裝置通過(guò)電纜9為測(cè)量裝置供電和通信，將測(cè)量結(jié)果導(dǎo)出、傳送到相關(guān)的系統(tǒng)。優(yōu)選的，攝像頭7上設(shè)有LED補(bǔ)光燈。
[0035]傳感器除攝像頭、電路板、通訊電纜外，整體采用不銹鋼制作，保證了其壽命。由于計(jì)量尺不含有高應(yīng)力組件，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生蠕變，可以