高層建筑物沉降檢測(cè)裝置及進(jìn)行沉降檢測(cè)的方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種高層建筑物沉降檢測(cè)裝置及進(jìn)行沉降檢測(cè)的方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 目前，對(duì)于高層建筑物沉降檢測(cè)通常主要采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量、幾何水準(zhǔn)測(cè)量是利用儀 器建立一條水平視線，然后讀取視線兩端的水準(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，雖然幾何水準(zhǔn)測(cè)量具有簡(jiǎn)便、成熟、具有精度較高的特點(diǎn)，但是，也存在標(biāo)尺易 損壞、外業(yè)工作量大，工作效率低，浪費(fèi)物力、人力等不足。同時(shí)，現(xiàn)有幾何水準(zhǔn)測(cè)量采用的 設(shè)備，不具備組網(wǎng)功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)覆蓋全區(qū)域的、自動(dòng)的、智能的高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)，無(wú)法 滿足日益增長(zhǎng)的高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)的需要。
[0003] 鑒于高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)存在的不足，提出新的高層建筑沉降檢測(cè)方法，利用科 技發(fā)展的最新成果，開發(fā)研制能夠?qū)崿F(xiàn)高層建筑物沉降檢測(cè)自動(dòng)化、智能化的檢測(cè)系統(tǒng)，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑物沉降進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，進(jìn)而保證高層建筑物施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程的安全性， 確保高層建筑物正常的使用壽命。
[0004] 隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和科技水平的提高，高層建筑物不斷涌現(xiàn)，由于地質(zhì)條件、土 壤性質(zhì)、地下水位、大氣溫度的變化以及建筑物荷載和外力的作用等影響，導(dǎo)致高層建筑物 在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生垂直沉降變形，如果這種沉降變形超過(guò)一定的范圍將危及建筑 物自身及人身安全，為確保高層建筑物在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程的安全性以及正常的使用壽命， 并為后期的勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供詳實(shí)、可靠的資料及相應(yīng)的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)高層 建筑物沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有重要意義。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是提供一種高層建筑物沉降檢測(cè)裝置及進(jìn)行沉降檢測(cè)的方法。
[0006] 上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種高層建筑物沉降檢測(cè)裝置，其組成包括：殼體、標(biāo)尺，所述的殼體內(nèi)部安裝有單片 機(jī)，所述的單片機(jī)分別與Flash存儲(chǔ)器、EEPR0M存儲(chǔ)器、時(shí)鐘芯片、鍵盤控制電路、藍(lán)牙通信 系統(tǒng)、GPS和GPRS裝置、攝像頭接口電路、指示燈電路連接。
[0007] 所述的高層建筑物沉降檢測(cè)裝置，所述的標(biāo)尺與被檢測(cè)高層建筑物固定，所述的 標(biāo)尺對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置，所述的檢測(cè)裝置下方安裝有基準(zhǔn)調(diào)整裝置，所述的基準(zhǔn)調(diào)整裝置放置 在地面上。
[0008] 所述的高層建筑物沉降檢測(cè)裝置，所述的單片機(jī)通過(guò)SPI總線分別與所述的 Flash存儲(chǔ)器、所述的時(shí)鐘芯片連接，所述的單片機(jī)通過(guò)IIC總線與EEPR0M存儲(chǔ)器連接，所 述的單片機(jī)通過(guò)串口分別與藍(lán)牙通信系統(tǒng)、GPS和GPRS裝置、攝像頭接口電路、指示燈電 路、鍵盤電路連接。
[0009] 一種高層建筑物沉降檢測(cè)裝置及進(jìn)行沉降檢測(cè)的方法，該方法包括如下步驟：首 先是將標(biāo)尺固定安裝于被檢測(cè)高層建筑物適當(dāng)位置，當(dāng)高層建筑物發(fā)生沉降時(shí)，標(biāo)尺將隨 著高層建筑物沉降而向下移動(dòng)，以標(biāo)尺為檢測(cè)對(duì)象，檢測(cè)標(biāo)尺相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的位移，進(jìn)而反 應(yīng)高層建筑物沉降，通過(guò)固定安裝于基準(zhǔn)點(diǎn)的望遠(yuǎn)鏡和攝像頭遠(yuǎn)距離觀測(cè)標(biāo)尺，并自動(dòng)拍 攝圖像，采用圖像處理與分析的方法，計(jì)算出標(biāo)尺相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量，間接獲得高 層建筑物相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑物沉降的檢測(cè)； 其次要滿足以下工作條件：標(biāo)尺與建筑物牢固連接，使標(biāo)尺表面與望遠(yuǎn)鏡光路垂直； 望遠(yuǎn)鏡、攝像頭與穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)牢固連接，并保證其牢固性和穩(wěn)定性；在陽(yáng)光充足的白天進(jìn) 行沉降檢測(cè)；基準(zhǔn)點(diǎn)距離觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)尺的距離不大于l〇〇m。
[0010] (1)安裝檢測(cè)系統(tǒng) 在穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)處安裝望遠(yuǎn)鏡，使望遠(yuǎn)鏡的光路水平，并與標(biāo)尺表面垂直，根據(jù)望遠(yuǎn)鏡 觀測(cè)視野，在被檢測(cè)高層建筑物適當(dāng)位置安裝標(biāo)尺，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡目鏡，微調(diào)望遠(yuǎn)鏡 焦距，調(diào)整攝像頭與目鏡的相對(duì)位置，通過(guò)筆記本電腦或手機(jī)，觀察圖像，直至圖形清晰，固 定攝像頭，使檢測(cè)裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài)； (2) 自動(dòng)確定檢測(cè)分辨率 正確安裝檢測(cè)系統(tǒng)后，進(jìn)行初次測(cè)量，取得初次觀測(cè)圖像，通過(guò)圖像分析處理可知，若 標(biāo)尺內(nèi)固定四條橫線間的相對(duì)距離、和在圖像上相對(duì)間距分別為、和，且對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)分 別為、和，則檢測(cè)分辨率可表示為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高層建筑物沉降檢測(cè)裝置，其組成包括：殼體、標(biāo)尺，其特征是：所述的殼體內(nèi) 部安裝有單片機(jī)，所述的單片機(jī)分別與Flash存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、時(shí)鐘芯片、鍵盤控制 電路、藍(lán)牙通信系統(tǒng)、GPS和GPRS裝置、攝像頭接口電路、指示燈電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑物沉降檢測(cè)裝置，其特征是：所述的標(biāo)尺與被檢測(cè) 高層建筑物固定，所述的標(biāo)尺對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置，所述的檢測(cè)裝置下方安裝有基準(zhǔn)調(diào)整裝置，所 述的基準(zhǔn)調(diào)整裝置放置在地面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑物沉降檢測(cè)裝置，其特征是：所述的單片機(jī)通過(guò) SPI總線分別與所述的Flash存儲(chǔ)器、所述的時(shí)鐘芯片連接，所述的單片機(jī)通過(guò)IIC總線與 EEPROM存儲(chǔ)器連接，所述的單片機(jī)通過(guò)串口分別與藍(lán)牙通信系統(tǒng)、GPS和GPRS裝置、攝像頭 接口電路、指示燈電路、鍵盤電路連接。
4. 一種利用權(quán)利要求1-3所述的高層建筑物沉降檢測(cè)裝置進(jìn)行沉降檢測(cè)的方法，其特 征是：該方法包括如下步驟： 首先是將標(biāo)尺固定安裝于被檢測(cè)高層建筑物適當(dāng)位置，當(dāng)高層建筑物發(fā)生沉降時(shí)，標(biāo) 尺將隨著高層建筑物沉降而向下移動(dòng)，以標(biāo)尺為檢測(cè)對(duì)象，檢測(cè)標(biāo)尺相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的位移， 進(jìn)而反應(yīng)高層建筑物沉降，通過(guò)固定安裝于基準(zhǔn)點(diǎn)的望遠(yuǎn)鏡和攝像頭遠(yuǎn)距離觀測(cè)標(biāo)尺，并 自動(dòng)拍攝圖像，采用圖像處理與分析的方法，計(jì)算出標(biāo)尺相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量，間接 獲得高層建筑物相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑物沉降的檢測(cè)； 其次要滿足以下工作條件：標(biāo)尺與建筑物牢固連接，使標(biāo)尺表面與望遠(yuǎn)鏡光路垂直； 望遠(yuǎn)鏡、攝像頭與穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)牢固連接，并保證其牢固性和穩(wěn)定性；在陽(yáng)光充足的白天進(jìn) 行沉降檢測(cè)；基準(zhǔn)點(diǎn)距離觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)尺的距離不大于l〇〇m;(l)安裝檢測(cè)系統(tǒng) 在穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)處安裝望遠(yuǎn)鏡，使望遠(yuǎn)鏡的光路水平，并與標(biāo)尺表面垂直，根據(jù)望遠(yuǎn)鏡 觀測(cè)視野，在被檢測(cè)高層建筑物適當(dāng)位置安裝標(biāo)尺，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡目鏡，微調(diào)望遠(yuǎn)鏡 焦距，調(diào)整攝像頭與目鏡的相對(duì)位置，通過(guò)筆記本電腦或手機(jī)，觀察圖像，直至圖形清晰，固 定攝像頭，使檢測(cè)裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài)； (2) 自動(dòng)確定檢測(cè)分辨率 正確安裝檢測(cè)系統(tǒng)后，進(jìn)行初次測(cè)量，取得初次觀測(cè)圖像，通過(guò)圖像分析處理可知，若 標(biāo)尺內(nèi)固定四條橫線間的相對(duì)距離、和在圖像上相對(duì)間距分別為、和，且對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)分 別為、和，則檢測(cè)分辨率可表示為
檢測(cè)分辨率單位：_/像素，確定檢測(cè)分辨率原理， 計(jì)算出的檢測(cè)分辨率存儲(chǔ)于EEPROM中，便于以后測(cè)量直接使用；注意：、和在制作標(biāo)尺 時(shí)，四條橫線間距按精確尺寸加工，取平均值計(jì)算檢測(cè)分辨率是為了保證檢測(cè)分辨率的穩(wěn) 定性和可靠性； (3) 檢測(cè)沉降 確定檢測(cè)分辨率后，可按指令進(jìn)行沉降檢測(cè)，在每次檢測(cè)時(shí)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡、攝像頭，在單 片機(jī)的控制下，取得觀測(cè)圖像，對(duì)觀測(cè)圖像進(jìn)行處理與分析，計(jì)算標(biāo)尺四條橫線成像與圖像 綠色基準(zhǔn)線的距離，最終計(jì)算出本次檢測(cè)沉降量， 安裝時(shí)，進(jìn)行初始測(cè)量得到沉降量初始值
式中，為初次檢測(cè)標(biāo)尺相對(duì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的位移（mm);、、和分別為標(biāo)尺四條橫線成像相對(duì) 于圖像綠色基準(zhǔn)線的距離對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)(個(gè)）； 第1次測(cè)量得到沉降量
式中，為第一次檢測(cè)標(biāo)尺相對(duì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的位移（_);、、和分別為標(biāo)尺四條橫線成像相 對(duì)于圖像綠色基準(zhǔn)線的距離對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)(個(gè))， 第2次測(cè)量得到沉降量
式中，為第二次檢測(cè)標(biāo)尺相對(duì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的位移，、、和分別為標(biāo)尺四條橫線成像相對(duì)于 圖像綠色基準(zhǔn)線的距離對(duì)應(yīng)的像素個(gè)數(shù)， 依次檢測(cè)則可得沉降量序列：以，M，……，進(jìn)而可得累積沉降量序列： i =AS -W S =AS -M； S =AS -AS ....... 9 V ，今 (4) 組網(wǎng)監(jiān)測(cè) 利用檢測(cè)系統(tǒng)的GPRS裝置和互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建覆蓋全區(qū)域的高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí) 現(xiàn)全區(qū)域高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、智能化； (5) 檢測(cè)控制 每次檢測(cè)可以采用按照存儲(chǔ)于EEPROM存儲(chǔ)器中事先設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定時(shí) 檢測(cè)，也可以通過(guò)GPRS裝置接收遠(yuǎn)程檢測(cè)命令或就地通過(guò)按鍵命令進(jìn)行隨機(jī)檢測(cè)，每次檢 測(cè)的圖像信息和經(jīng)圖像處理的沉降信息，可存儲(chǔ)于檢測(cè)系統(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器中，作為備份， 避免數(shù)據(jù)丟失，也可以利用GPRS裝置通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸給計(jì)算機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總和 對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析處理，還可以通過(guò)藍(lán)牙通信系統(tǒng)直接傳輸給計(jì)算機(jī)終端，便于就地 分析處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高層建筑物沉降檢測(cè)裝置及進(jìn)行沉降檢測(cè)的方法。目前高層建筑物沉降檢測(cè)通常采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量，使用的標(biāo)尺容易損壞，工作效率低，同時(shí)現(xiàn)有幾何水準(zhǔn)測(cè)量采用的設(shè)備，不具備組網(wǎng)功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)覆蓋全區(qū)域高層建筑物沉降監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化和智能化。本發(fā)明型組成包括：殼體（ 1 ）、標(biāo)尺（ 12 ），所述的殼體內(nèi)部安裝有單片機(jī)（ 10 ），所述的單片機(jī)分別與 Flash 存儲(chǔ)器（ 2 ）、 EEPROM 存儲(chǔ)器（ 9 ）、時(shí)鐘芯片（ 8 ）、鍵盤控制電路（ 7 ）、藍(lán)牙通信系統(tǒng)（ 3 ）、 GPS 和 GPRS 裝置（ 4 ）、攝像頭接口電路（ 5 ）、指示燈電路（ 6 ）連接。本發(fā)明用于高層建筑物沉降檢測(cè)裝置。
【IPC分類】H04N7-18, G06T7-00, G01C5-00
【公開號(hào)】CN104735421
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510153910
【發(fā)明人】高輝, 黃 俊
【申請(qǐng)人】黑龍江工程學(xué)院, 成都東路交通科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日