專利名稱：用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及橋梁監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú) 線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
橋梁建設(shè)對(duì)于社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響深遠(yuǎn)。在橋梁設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等環(huán) 節(jié)，任何微小的疏忽都可能釀成重大損失甚至災(zāi)難性事故，輕則影響交通、 消耗大量維修費(fèi)用，重則橋毀人亡、造成巨大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失，從這 一點(diǎn)講投資巨大的大型橋梁和投資較小的中小型橋梁的安全性的要求是同等 重要的。因此確保絕大多數(shù)橋梁運(yùn)行階段的安全性，是全世界橋梁工程界和 政府管理當(dāng)局的一個(gè)嚴(yán)峻課題，同時(shí)也是一個(gè)管理和決策上的普遍共性問(wèn)題， 具有極大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)意義。由于受環(huán)境、使用、老化等因素的影響， 橋梁肯定會(huì)出現(xiàn)垂直方向的變形(通常所說(shuō)撓度)，橋梁的垂直方向的變形是 ，梁健康狀況的重要表現(xiàn)，如果變形到了一定程度即橋梁撓度變化超過(guò)一定 程度，橋梁就有出現(xiàn)垮塌的危險(xiǎn)。進(jìn)行橋梁荷載實(shí)驗(yàn)，收集橋梁撓度變化信 息，能夠判斷已經(jīng)投入使用的橋梁的健康狀況從而保證橋梁能夠安全健康的 運(yùn)營(yíng)，也有助于驗(yàn)證橋梁設(shè)計(jì)合理性、施工情況，保證橋梁在投放運(yùn)營(yíng)時(shí)的 安全性并可以積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此進(jìn)行橋梁荷載實(shí)驗(yàn)是對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)、施工 和安全運(yùn)營(yíng)有著重大的意義。目前，橋梁荷載試驗(yàn)撓度測(cè)試方法，主要采用 機(jī)械式位移計(jì)法、電子式位移計(jì)法和精密水準(zhǔn)儀法。1機(jī)械式位移計(jì)法機(jī)械式位移計(jì)法常用百分表、千分表等儀表測(cè)試撓度，該法安裝與使用 方便，讀數(shù)可靠，不受環(huán)境影響，測(cè)量精度高但該法需要搭設(shè)工作支架和觀 測(cè)腳手架，而且觀測(cè)人員多，不能自動(dòng)記錄，觀測(cè)讀數(shù)費(fèi)時(shí).僅適用于橋下 可搭設(shè)支架的橋梁工程。2電子式位移計(jì)法電子式位移計(jì)法常用電阻式位移計(jì)和應(yīng)變式位移計(jì)測(cè)試撓度該法不需 搭設(shè)觀測(cè)腳手架，可采用測(cè)試記錄儀，讀數(shù)簡(jiǎn)單、方便，所需人員少，數(shù)據(jù) 可自動(dòng)采集記錄，操作安全，分辨率高，反應(yīng)速度快，其測(cè)試精度較高但安 裝調(diào)試較為麻煩，測(cè)試精度和穩(wěn)定性受應(yīng)變片粘貼質(zhì)量和環(huán)境的影響，而且 仍需搭設(shè)工作支架，僅適用于橋下可搭設(shè)支架的橋梁工程。3精密水準(zhǔn)儀法精密水準(zhǔn)儀法常用s型水準(zhǔn)儀測(cè)試撓度。該法不需搭設(shè)工作支架和觀測(cè) 腳手架，測(cè)量精度較高，但一般需轉(zhuǎn)站觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。對(duì)于特大跨徑 橋梁，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，觀測(cè)相當(dāng)麻煩，而且測(cè)試精度穩(wěn)定性易受觀測(cè)人員水平 等因素的影響。由此可見，對(duì)于大跨徑橋梁，采用上述方法測(cè)試橋梁荷載撓度，所需測(cè) 試輔助工作多，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，而且往往受到各種客觀因素影響，致使撓度測(cè) 試精度有所下降。更為重要的是要對(duì)一座橋梁結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)， 僅僅靠測(cè)量一兩個(gè)點(diǎn)的燒度變化情況是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)該對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)上多 個(gè)關(guān)鍵部位的撓度進(jìn)行測(cè)量，才能夠通過(guò)橋梁線性的變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)橋梁的健 康狀況，因此，荷載實(shí)驗(yàn)通常需要對(duì)橋梁的多個(gè)測(cè)點(diǎn)撓度同時(shí)測(cè)量，通常需 要8個(gè)點(diǎn)或者更多，然而，橋梁荷載試驗(yàn)加載后橋梁狀態(tài)很難長(zhǎng)時(shí)間保持， f要在約30秒內(nèi)測(cè)完所有點(diǎn)，因此必須快速測(cè)量以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。使用 現(xiàn)有的激光撓度測(cè)試裝置同時(shí)測(cè)量多測(cè)點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)有很多缺陷有待完善； 例如，采用現(xiàn)有的激光撓度測(cè)試儀時(shí)，對(duì)于跨度大、縱坡長(zhǎng)且橋下有水的橋 梁完成快速測(cè)量有很大困難，如果人為開關(guān)激光投射裝置，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間有幾 十米的距離，測(cè)量人員走完兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的距離都要幾分鐘時(shí)間，而大跨徑 橋很長(zhǎng)，有的四五百米長(zhǎng)甚至更長(zhǎng)，消耗時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)；如果采用普通的遙控 方法遙控激光投射裝置的啟停也還是需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，例如采用對(duì)講機(jī) 或者普通按鍵式遙控器開啟或者關(guān)閉激光投射裝置，不僅增加了人工上的成 本，而且人工操作的速度仍然不能滿足多測(cè)點(diǎn)快速測(cè)量的要求；如果各測(cè)點(diǎn) 的激光投射裝置將激光投射到不同的接受屏，則勢(shì)必增加 人力物力成本；各 測(cè)點(diǎn)的激光投射裝置將激光投射到一個(gè)接收屏?xí)r，必需處理好不同測(cè)點(diǎn)光斑的交疊問(wèn)題，此時(shí)，若果同時(shí)測(cè)量則光斑數(shù)量數(shù)量越多，光斑越容易交疊， p且圖像采集處理程序?qū)ψR(shí)別不同光斑的難度越大，因此撓度測(cè)點(diǎn)數(shù)量受到 限制，如果逐點(diǎn)測(cè)量不僅要保證各測(cè)點(diǎn)激光投射裝置的快速切換以滿足測(cè)量 時(shí)間的要求，而且要把握好各測(cè)點(diǎn)激光投射裝置切換時(shí)機(jī)才能進(jìn)行對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn) 的光斑數(shù)據(jù)采集，否則會(huì)造成不同測(cè)點(diǎn)的激光光斑數(shù)據(jù)相互混淆；現(xiàn)有的技術(shù)方案無(wú)法完全解決上述問(wèn)題。因此，在橋梁荷載實(shí)驗(yàn)測(cè)試方面，缺乏一種 合理方便地、能夠在很短時(shí)間內(nèi)迅速完成多點(diǎn)撓度測(cè)量技術(shù)方案。實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控^;撓度測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置合理，實(shí)施簡(jiǎn)單、操作方便，大大降低了橋梁 荷載試驗(yàn)的撓度檢測(cè)人力物力成本，能夠?qū)崿F(xiàn)在很短時(shí)間內(nèi)迅速完成多點(diǎn)撓 度測(cè)量，提高荷載實(shí)驗(yàn)撓度測(cè)量的效率和準(zhǔn)確度。為到達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案本實(shí)用新型的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)，包括激光 投射裝置、圖像采集裝置、控制與數(shù)據(jù)處理裝置、遙控器和無(wú)線通信控制器， 遙控器和無(wú)線通信控制器可以相互發(fā)送和接收通訊信號(hào)；所述無(wú)線通信控制 器與激光投射裝置相連，所述的遙控器與所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置相連； 所述控制與數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出指令信號(hào)，該指令信號(hào)通過(guò)遙控器發(fā)射出去， 禾線通信控制器接收所述遙控指令并控制激光投射裝置的啟停，無(wú)線通信控 制器將所述激光投射裝置的啟停狀態(tài)信息反饋給遙控器，遙控器將該啟停狀 態(tài)信息傳遞至所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置；所述圖像采集裝置包括攝像頭和 激光標(biāo)耙，所述的激光投射裝置投射光斑到激光標(biāo)耙上；所述攝像頭對(duì)準(zhǔn)激 光標(biāo)靶攝錄激光標(biāo)靶上的光斑圖像，并將光斑圖像信息傳遞至所述的控制與 數(shù)據(jù)處理裝置；所述控制與數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)預(yù)設(shè)控制與數(shù)據(jù)處理程序，該程 序的處理步驟包括對(duì)遙控器和控制與數(shù)據(jù)處理裝置之間的信號(hào)傳遞進(jìn)行控制 處理，該程序的處理步驟還包括對(duì)攝像頭傳來(lái)光斑圖像信息進(jìn)行采集處理并 生成撓度變化量。進(jìn)一步，所述的無(wú)線通信控制器包括無(wú)線通信收發(fā)單元、控制單元、電控開關(guān)和編號(hào)器；控制單元與無(wú)線通信收發(fā)單元、電控開關(guān)和編號(hào)器分別相 連，電控開關(guān)與所述激光投射裝置相連；無(wú)線通信收發(fā)單元接收所述遙控器 的遙控指令，然后將指令信號(hào)傳遞至控制單元，控制單元識(shí)別指令信號(hào)然后 控制電控開關(guān)從而控制所述激光投射裝置的啟停；無(wú)線通信收發(fā)單元還將所 述激光投射裝置的啟停狀態(tài)信息反饋給遙控器；所述編號(hào)器用以給所述激光 投射裝置設(shè)置編號(hào)；進(jìn)一步，還包括可活動(dòng)調(diào)節(jié)的三角支架，所述激光投射裝置可拆卸地固 定在三角支架頂部，三腳支架上還設(shè)置有調(diào)節(jié)器用以微量調(diào)節(jié)所述激光投射 裝置的激光出射方向；進(jìn)一步，所述的攝像頭采用廣角攝像頭；進(jìn)一步，所述遙控器與控制與數(shù)據(jù)處理裝置之間采用RS-232串行接口， 所述的攝像頭與控制與數(shù)據(jù)處理裝置之間采用USB數(shù)據(jù)接口。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用無(wú)線通信遙控的方法由遙控 器遙控激光投射裝置的啟停，實(shí)施時(shí)在橋梁的多個(gè)測(cè)點(diǎn)分別設(shè)置一個(gè)激光投 射裝置和一個(gè)對(duì)應(yīng)的無(wú)線通信控制器，多個(gè)激光投射裝置激光投射方向?qū)?zhǔn) 同一個(gè)激光標(biāo)靶， 一個(gè)遙控器與不同的測(cè)點(diǎn)的無(wú)線通信控制器進(jìn)行無(wú)線通信 聯(lián)絡(luò)，各無(wú)線通信控制器接收遙控器的指令開啟或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)的激光投射裝 置并將該激光投射裝置的啟停狀態(tài)信號(hào)反饋給遙控器，遙控器將該啟停狀態(tài) 信號(hào)進(jìn)一步傳遞至控制與數(shù)據(jù)處理裝置，控制與數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)遙控器的 傳來(lái)的狀態(tài)信號(hào)集中控制量測(cè)步驟的進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)不同測(cè)點(diǎn)激光投射裝置 的有順序有步驟的快速切換，避免了不同光斑之間的干擾和混淆，提高了測(cè) 量精度和準(zhǔn)確度；由于釆用合理的技術(shù)方案使得本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)多 點(diǎn)撓度測(cè)量，測(cè)量速度大大提高，滿足了橋梁荷載實(shí)驗(yàn)多點(diǎn)撓度測(cè)量的時(shí)間 要求；由于本實(shí)用新型系統(tǒng)配置合理、實(shí)施簡(jiǎn)單方便，能夠大大降低了橋梁 荷載試驗(yàn)的撓度檢測(cè)人力物力成本，提高了工作效率，尤其對(duì)于大跨徑橋梁 其有益效果更加明顯。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將體現(xiàn) 在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)說(shuō)明書，權(quán)利要求書，以及附 圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施時(shí)的使用示意圖；圖3為本實(shí)用新型對(duì)每個(gè)待測(cè)點(diǎn)的視頻數(shù)據(jù)采集計(jì)算流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)施例的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)， 包括激光投射裝置l、圖像采集裝置、控制與數(shù)據(jù)處理裝置4、遙控器5、機(jī) 器編號(hào)裝置10和無(wú)線通信控制器9;所述圖像采集裝置包括攝像頭3和激光 標(biāo)靶2;所述的無(wú)線通信控制器9包括無(wú)線通信收發(fā)單元6、控制單元7、和 電控開關(guān)8。所述無(wú)線通信控制器9的電控開關(guān)8與激光投射裝置1相連； 遙控器5具有收發(fā)信號(hào)的功能，遙控器5與無(wú)線通信收發(fā)單元6可以互相發(fā) 送和接收無(wú)線通訊信號(hào)；遙控器5發(fā)射遙控指令，無(wú)線通信控制器9的無(wú)線 通信收發(fā)單元6接收所述遙控指令并控制激光投射裝置1的啟停；無(wú)線通信 控制器9的無(wú)線通信收發(fā)單元6還可將激光投射裝置1的啟停狀態(tài)信號(hào)通過(guò) 無(wú)線的方式反饋給遙控器5;所述遙控器5與控制與數(shù)據(jù)處理裝置4相連， 遙控器5發(fā)射遙控指令給所述的無(wú)線通信控制器9，無(wú)線通信控制器9控制 激光投射裝置1的啟停并將激光投射裝置1的啟停狀態(tài)信號(hào)反饋發(fā)射給遙控 器5，遙控器5將無(wú)線通信控制器9反饋的激光投射裝置1的啟停狀態(tài)信號(hào) 傳遞給所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置4，所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置4根據(jù)遙 控器反饋的狀態(tài)信號(hào)決定開始采集激光投射裝置1投射到激光標(biāo)靶2上的光 斑圖像信息；所述的激光投射裝置1投射光斑到激光標(biāo)靶2上；所述攝像頭 3對(duì)準(zhǔn)激光標(biāo)靶2攝錄激光標(biāo)耙上的光斑圖像，并將光斑圖像信息傳遞至所 述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置4，該控制與數(shù)據(jù)處理裝置4內(nèi)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)處理程序，對(duì)光斑圖像信息進(jìn)行處理生成撓度變化量。無(wú)線通信控制器9的控制單元7 分別與無(wú)線通信收發(fā)單元6和電控開關(guān)8相連，電控開關(guān)8與所述激光投射 裝置1相連；無(wú)線通信收發(fā)單元6接收所述遙控器5的遙控指令，然后將指 令信號(hào)傳遞至控制單元7，控制單元7識(shí)別指令信號(hào)然后控制電控開關(guān)8從 而控制所述激光投射裝置1的啟停。無(wú)線通信控制器9還包括一個(gè)編號(hào)器10， 編號(hào)器10與控制單元7相連，用以給激光投射裝置1設(shè)置對(duì)應(yīng)的編號(hào)。具體實(shí)施時(shí)，激光投射裝置1采用點(diǎn)激光投射器，點(diǎn)激光投射器數(shù)量可 以根據(jù)待測(cè)橋梁的實(shí)際情況確定，各點(diǎn)激光投射器分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)無(wú)線通 信控制器9，即在每一個(gè)橋梁測(cè)試點(diǎn)均設(shè)置有一個(gè)點(diǎn)激光投射器和一個(gè)無(wú)線 通信控制器9;激光標(biāo)靶2采用半投射接收屏；攝像頭3采用廣角CCD/COMS 攝像機(jī)；控制與數(shù)據(jù)處理裝置4采用普通筆記本電腦；遙控器5采用紅外線 無(wú)線通信遙控器，該遙控器具有接收無(wú)線通信信號(hào)的功能，紅外線遙控器與 筆記本電腦之間采用RS-232串行接口，攝像機(jī)與筆記本電腦之間采用USB 數(shù)據(jù)接口；控制單元7采用單片機(jī)控制器AT89C51;編號(hào)器10帶有編號(hào)顯示 器。本實(shí)施例的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)可活動(dòng)調(diào)節(jié)的 三角支架，所述點(diǎn)激光投射器可拆卸地固定到三角支架的頂部，三腳支架上 還設(shè)置有調(diào)節(jié)器用以調(diào)節(jié)所述點(diǎn)激光投射器的激光出射方向，調(diào)節(jié)器是可以 進(jìn)行上下左右調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)盤，該調(diào)節(jié)器主要是對(duì)激光出射方向的微調(diào)，粗調(diào) 是通過(guò)三角支架自身的伸縮調(diào)節(jié)水平，激光投射裝置1自身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以 完成激光出射方向上下左右的粗調(diào)。一般荷載試驗(yàn)需同時(shí)測(cè)多個(gè)點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)，而現(xiàn)有的裝置很難同時(shí)測(cè)量 多個(gè)點(diǎn)，此外荷載試驗(yàn)加載后橋梁狀態(tài)很難長(zhǎng)時(shí)間保持，需要在約30秒內(nèi)測(cè) 完所有點(diǎn)，如果人為開關(guān)激光投射裝置，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間有幾十米的距離，測(cè)量 人員走完兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的距離都要幾分鐘時(shí)間，而大跨徑橋很長(zhǎng)，有的四五 百米長(zhǎng)甚至更長(zhǎng)，消耗時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)；如果采用普通的遙控方法遙控激光投射 裝置的啟停也還是需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，例如采用對(duì)講機(jī)或者普通按鍵式遙 控器開啟或者關(guān)閉激光投射裝置，不僅增加了人工上的成本，而且人工操作 的速度仍然不能滿足多測(cè)點(diǎn)快速測(cè)量的要求；如果各測(cè)點(diǎn)的激光投射裝置將 激光投射到不同的接受屏，則勢(shì)必增加人力物力成本；各測(cè)點(diǎn)的激光投射裝置將激光投射到一個(gè)接收屏?xí)r，必需處理好不同測(cè)點(diǎn)光斑的交疊問(wèn)題，此時(shí), 舎果同時(shí)測(cè)量則光斑數(shù)量數(shù)量越多，光斑越容易交疊，而且圖像采集處理程 序?qū)ψR(shí)別不同光斑的難度越大，因此撓度測(cè)點(diǎn)數(shù)量受到限制，如果逐點(diǎn)測(cè)量 不僅要保證各測(cè)點(diǎn)激光投射裝置的快速切換以滿足測(cè)量時(shí)間的要求，而且要 把握好各測(cè)點(diǎn)激光投射裝置切換時(shí)機(jī)才能進(jìn)行對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的光斑數(shù)據(jù)采集，否 則會(huì)造成不同測(cè)點(diǎn)的激光光斑數(shù)據(jù)相互混淆；現(xiàn)有的技術(shù)方案無(wú)法完全解決上述問(wèn)題。以下結(jié)合圖2進(jìn)一步介紹本實(shí)用新型的測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量5個(gè)測(cè)點(diǎn)撓度 測(cè)量時(shí)實(shí)施過(guò)程。用本實(shí)用新型的系統(tǒng)對(duì)待測(cè)橋梁進(jìn)行荷載實(shí)驗(yàn)同時(shí)收集5個(gè)測(cè)點(diǎn)撓度數(shù) 據(jù)時(shí)，本實(shí)施例的系統(tǒng)包括5個(gè)點(diǎn)激光投射器(11、 12、 13、 14、 15)，各點(diǎn) 激光投射器分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)無(wú)線通信控制器，即在每一個(gè)測(cè)點(diǎn)均設(shè)置有一 個(gè)點(diǎn)激光投射器和一個(gè)對(duì)應(yīng)的無(wú)線通信控制器。每個(gè)點(diǎn)激光投射器分別設(shè)置 在一個(gè)三角支架上，各三角支架設(shè)置在待測(cè)橋梁的5個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)，調(diào)整各點(diǎn) 激光投射器對(duì)應(yīng)的三角支架上的調(diào)節(jié)器使各點(diǎn)激光投射器出射的激光能夠投 射到一個(gè)半透射接收屏16上；CCD攝像機(jī)17設(shè)在半透射接收屏16的后方 正對(duì)半透射接收屏16;紅外線無(wú)線通信遙控器19與筆記本電腦18通過(guò) RS-232串行接口相連，CCD攝像機(jī)17與筆記本電腦18之間通過(guò)USB數(shù)據(jù) 接口相連。筆記本電腦18內(nèi)預(yù)設(shè)控制與數(shù)據(jù)處理程序，該程序具有操作界面， 點(diǎn)擊操作界面的測(cè)量按鈕就可以實(shí)現(xiàn)各測(cè)點(diǎn)全自動(dòng)的逐一測(cè)量，使用本實(shí)用 新型的系統(tǒng)測(cè)量時(shí)，激光一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的打在標(biāo)靶上，每次只需測(cè)一個(gè)點(diǎn)， 并且不同測(cè)點(diǎn)的激光投射切換迅速準(zhǔn)確，因此，能夠提高測(cè)量效率和測(cè)量的 準(zhǔn)確性。紅外線無(wú)線通信遙控器19在筆記本電腦18控制下發(fā)出遙控指令控 制不同測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)激光投射器的啟停，對(duì)不同測(cè)點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行初始數(shù)據(jù)的測(cè)量， 橋梁加載后，同樣逐點(diǎn)獲得加載后的再次測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)量每個(gè)測(cè)點(diǎn)的每一個(gè) 數(shù)據(jù)時(shí)，筆記本電腦18通過(guò)紅外線無(wú)線通信遙控器19首先遙控該測(cè)點(diǎn)的無(wú) 線通信控制器開啟該測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)激光投射器，點(diǎn)激光投射器開啟后，無(wú)線通信 控制器將點(diǎn)激光投射器的啟停狀態(tài)信號(hào)通過(guò)無(wú)線方式反饋發(fā)射給紅外線無(wú)線 通信遙控器19，紅外線無(wú)線通信遙控器19將無(wú)線通信控制器反饋的點(diǎn)激光投射器的啟停狀態(tài)信號(hào)傳遞給所述的筆記本電腦18，所述的筆記本電腦18根據(jù)遙控器反饋的狀態(tài)信號(hào)決定開始采集該點(diǎn)激光投射器投射到半透射接收屏16上的光斑圖像信息，光斑圖像采集完畢后，筆記本電腦18通過(guò)紅外線 無(wú)線通信遙控器19發(fā)出關(guān)閉該點(diǎn)激光投射器的指令，該測(cè)點(diǎn)的無(wú)線通信控制 器接收該指令信息將對(duì)應(yīng)的點(diǎn)激光投射器關(guān)閉，該點(diǎn)激光投射器關(guān)閉后，該 測(cè)點(diǎn)的無(wú)線通信控制器將對(duì)應(yīng)的點(diǎn)激光投射器的啟停狀態(tài)信號(hào)反饋給紅外線 無(wú)線通信遙控器19，紅外線無(wú)線通信遙控器19將收到的點(diǎn)激光投射器的啟 停狀態(tài)信號(hào)傳遞給所述的筆記本電腦18，筆記本電腦18確定該點(diǎn)激光投射 器關(guān)閉后才開始進(jìn)行指令開啟下一個(gè)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)激光投射器。整個(gè)測(cè)量步驟如 下(1)在橋梁沒(méi)加載時(shí)，進(jìn)行如下a至h步驟，a. 遙控開啟其中一個(gè)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)激光投射器lhb. 確認(rèn)點(diǎn)激光投射器ll已經(jīng)開啟，然后采集激光光斑圖像信息；c. 進(jìn)行圖像畸變恢復(fù)處理，確定激光光斑的像素位置，將該激光光 斑的像素位置數(shù)據(jù)作為點(diǎn)激光投射器11所在測(cè)點(diǎn)的初始測(cè)量數(shù) 據(jù)進(jìn)行記錄；. d.關(guān)閉點(diǎn)激光投射器ll，并確認(rèn)該關(guān)閉操作已經(jīng)生效；e. 采用與步驟a至d相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器12所在測(cè)點(diǎn)的 初始測(cè)量數(shù)據(jù)；f. 采用與步驟a至d相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器13所在測(cè)點(diǎn)的 初始測(cè)量數(shù)據(jù)；g. 采用與步驟a至d相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器14所在測(cè)點(diǎn)的 初始測(cè)量數(shù)據(jù)；h. 采用與步驟a至d相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器15所在測(cè)點(diǎn)的 初始測(cè)量數(shù)據(jù)；. (2)橋梁加載后，進(jìn)行如下i至p步驟，i. 遙控開啟其中一個(gè)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)激光投射器ll;j.確認(rèn)點(diǎn)激光投射器ll已經(jīng)開啟，然后采集激光光斑圖像信息； k.進(jìn)行圖像畸變恢復(fù)處理，確定激光光斑的像素位置，將該激光光斑的像素位置數(shù)據(jù)作為點(diǎn)激光投射器11所在測(cè)點(diǎn)的再次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；1.關(guān)閉點(diǎn)激光投射器ll，并確認(rèn)該關(guān)閉操作已經(jīng)生效； ' m.采用與步驟i至1相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器12所在測(cè)點(diǎn)的再次測(cè)量數(shù)據(jù)；n.采用與步驟i至l相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器13所在測(cè)點(diǎn)的 再次測(cè)量數(shù)據(jù)；o.采用與步驟i至l相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器14所在測(cè)點(diǎn)的 再次測(cè)量數(shù)據(jù)；p.采用與步驟i至l相同的方法，獲取點(diǎn)激光投射器15所在測(cè)點(diǎn)的 再次測(cè)量數(shù)據(jù)；G)將橋梁加載前和加載后各測(cè)點(diǎn)的初始測(cè)量數(shù)據(jù)和再次測(cè)量數(shù)據(jù)相比 較，得出兩次激光光斑的像素位置變化，從而得出對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)撓度的相對(duì)變化圖3為本實(shí)用新型對(duì)每個(gè)待測(cè)點(diǎn)的視頻數(shù)據(jù)采集計(jì)算流程圖，如圖3所 示，本實(shí)用新型實(shí)施例的控制與數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)預(yù)設(shè)控制與數(shù)據(jù)處理程序， 該程序的數(shù)據(jù)處理部分對(duì)光斑圖像信息進(jìn)行處理生成撓度變化量，針對(duì)每個(gè) 撓度測(cè)點(diǎn)，控制與數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)處理步驟均包括初始數(shù)據(jù)采集步驟20 和再次數(shù)據(jù)采集步驟30，初始數(shù)據(jù)采集步驟20和再次數(shù)據(jù)采集步驟30均包 括以下步驟首先進(jìn)行攝像頭數(shù)據(jù)的采集，然后進(jìn)行圖像畸變恢復(fù)處理，最 后確定激光光斑的像素位置作為初始測(cè)量數(shù)據(jù)；針對(duì)每個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)，將初始 數(shù)據(jù)采集步驟20和再次數(shù)據(jù)采集步驟30驟的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出兩次激光 光斑的像素位置變化，從而得出該測(cè)點(diǎn)撓度的相對(duì)變化量。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的修改或者等同替換，只 要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利 要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)，包括激光投射裝置、圖像采集裝置、控制與數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于還包括遙控器和無(wú)線通信控制器，遙控器和無(wú)線通信控制器可以相互發(fā)送和接收通訊信號(hào)；所述無(wú)線通信控制器與激光投射裝置相連，所述的遙控器與所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置相連；所述控制與數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出指令信號(hào)，該指令信號(hào)通過(guò)遙控器發(fā)射出去，無(wú)線通信控制器接收所述遙控指令并控制激光投射裝置的啟停，無(wú)線通信控制器將所述激光投射裝置的啟停狀態(tài)信息反饋給遙控器，遙控器將該啟停狀態(tài)信息傳遞至所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置；所述圖像采集裝置包括攝像頭和激光標(biāo)靶，所述的激光投射裝置投射光斑到激光標(biāo)靶上；所述攝像頭對(duì)準(zhǔn)激光標(biāo)靶攝錄激光標(biāo)靶上的光斑圖像，并將光斑圖像信息傳遞至所述的控制與數(shù)據(jù)處理裝置；所述控制與數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)預(yù)設(shè)控制與數(shù)據(jù)處理程序，該程序的處理步驟包括對(duì)遙控器和控制與數(shù)據(jù)處理裝置之間的信號(hào)傳遞進(jìn)行控制處理，該程序的處理步驟還包括對(duì)攝像頭傳來(lái)光斑圖像信息進(jìn)行采集處理并生成撓度變化量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系 統(tǒng)，其特征在于所述的無(wú)線通信控制器包括無(wú)線通信收發(fā)單元、控 制單元、電控開關(guān)和編號(hào)器；控制單元與無(wú)線通信收發(fā)單元、電控開 關(guān)和編號(hào)器分別相連，電控開關(guān)與所述激光投射裝置相連；無(wú)線通信 收發(fā)單元接收所述遙控器的遙控指令，然后將指令信號(hào)傳遞至控制單 元，控制單元識(shí)別指令信號(hào)然后控制電控開關(guān)從而控制所述激光投射 裝置的啟停；無(wú)線通信收發(fā)單元還將所述激光投射裝置的啟停狀態(tài)信 息反饋給遙控器；所述編號(hào)器用以給所述激光投射裝置設(shè)置編號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系 統(tǒng)，其特征在于還包括可活動(dòng)調(diào)節(jié)的三角支架，所述激光投射裝置 可拆卸地固定在三角支架頂部，三腳支架上還設(shè)置有調(diào)節(jié)器用以微量 調(diào)節(jié)所述激光投射裝置的激光出射方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的攝像頭采用廣角攝像頭。 5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓 度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述遙控器與控制與數(shù)據(jù)處理裝置之間采用RS-232串行接口，所述的攝像頭與控制與數(shù)據(jù)處理裝置之間采用 USB數(shù)據(jù)接口 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的無(wú)線遙控式撓度測(cè)量系統(tǒng)包括激光投射裝置、圖像采集裝置、控制與數(shù)據(jù)處理裝置、遙控器和無(wú)線通信控制器；遙控器和無(wú)線通信控制器可以相互發(fā)送和接收通訊信號(hào)；控制與數(shù)據(jù)處理裝置通過(guò)遙控器和無(wú)線通信控制器集中控制設(shè)置在各測(cè)點(diǎn)的各激光投射裝置，從而完成各測(cè)點(diǎn)測(cè)量的快速切換；控制與數(shù)據(jù)處理裝置處理圖像采集裝置攝錄的圖像信息并最終生成橋梁各測(cè)點(diǎn)撓度變量；本實(shí)用新型配置合理，實(shí)施方便，大大降低了橋梁荷載試驗(yàn)的撓度檢測(cè)人力物力成本，能夠在橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的撓度測(cè)量中在短時(shí)間內(nèi)完成多個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，提高橋梁荷載實(shí)驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201173847SQ20082009795
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者張奔牛 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)