[发明专利]自动实时监测建筑物、地貌变形的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控领域，尤其是一种自动实时监测建筑物、地貌变形的方法及装置。

背景技术

随着经济和技术的不断发展，现有建筑物越来越高大，形态越来越复杂，伴随而来的是建筑物荷载加大，荷载不均匀等诸多问题。再加上工程地质复杂，外界环境变化等因素的影响，往往造成建筑物发生沉降、位移、倾斜或裂缝等变形的问题。同时，地表面高低起伏状态的地形地貌，按其自然形态可分为高原、山地、丘陵、平原、盆地等，地貌的变形，一般包括山体滑坡、地面沉降等。对于地貌的变形，以及古建筑、水坝、高层居民楼、隧道等重要建筑物发生以上问题且不能及时发现，有可能会造成重大的人员和财产损失。

现有的测量建筑物、地貌变形的方法多为非接触的光测方法，其中最常见的测量装置是全站仪。全站仪能同时读出目标的方位和距离，因而能得到待测目标的三维位移量。但是要达到远距离测量的高精度，需要使用激光全站仪等高档设备，不仅价格高昂，而且需要进口。更重要的是全站仪为高精密的光电设备，使用受天气因素影响较大，而且必须人为现场操作，无法实现对建筑物的自动实时监测。所以目前建筑行业多在施工前勘测以及施工后验收两个阶段使用该类设备，缺乏建筑过程中与交付使用后的实时监测，致使发现问题不及时，造成巨大的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以实时对建筑物或地貌进行监测，避免建筑物、地貌因变形而导致危险的自动实时监测建筑物、地貌变形的方法及装置。

为解决上述问题，本发明的一种自动实时监测建筑物、地貌变形的方法，包括以下步骤：

1）设定监测区域并设定监测区域各顶点为监测点，存储各监测点的原始位置信息；

2）在监测区域内设定若干监测点，存储各监测点的原始位置信息，并根据步骤1）和步骤2）中设定的各监测点的原始位置信息建立三维坐标系；

3）对该监测区域进行监测扫描，对比监测扫描获得的各监测点的即时位置信息与三维坐标系中该监测点的原始位置信息，当偏移量在预设的安全范围之内时，重复步骤3）；当偏移量超出预设的安全范围时，进入步骤4）；

4）监测装置发送位移报警信号。

所述位置信息包括通过监测装置获得的水平角度坐标数据X、垂直角度坐标数据Y以及测距数据Z。

所述监测区域为矩形区域。

所述步骤2）中设定若干监测点包括以下步骤：

2.1）设定监测装置的水平监测分度和垂直监测分度；

2.2）通过监测装置对监测区域进行初始化扫描，每扫描过一个水平监测分度或垂直监测分度，将该当前扫描位置设定为一个监测点。

所述步骤2.2）中进行初始化扫描的路径为蛇形路径，具体操作包括以下步骤：

2.2.1）监测装置从监测区域左边界与下边界的交点开始扫描；

2.2.2）水平方向向右匀速扫描，直至监测装置水平方向扫描至监测区域右边界；

2.2.3）当监测装置水平方向扫描至监测区域右边界时，转向垂直向上匀速扫描一个垂直监测分度；

2.2.4）水平方向向左匀速扫描，直到监测装置水平方向扫描至监测区域左边界；

2.2.5）转向垂直向上匀速扫描一个垂直监测分度；

2.2.6）重复上述2.2.2）至2.2.5）过程，直至垂直方向扫描至监测区域上边界处。

所述步骤3）中重复步骤2）中的路径对监测区域进行监测扫描，对比在与三维坐标系中各监测点的水平角度坐标数据X、垂直角度坐标数据Y相同时通过测距模块获得的即时测距数据Z’，与三维坐标系中该监测点原始测距数据Z，计算偏移量ΔZ=|Z–Z’|。

一种自动实时监测建筑物、地貌变形的装置，其特征在于，包括：

水平角度定位模块，与主控芯片相连，用于获得监测区域内各监测点的水平角度坐标数据；

垂直角度定位模块，与主控芯片相连，用于获得监测区域内各监测点的垂直角度坐标数据；

测距模块，与主控芯片相连，用于测量该装置到监测区域内各监测点的距离；

存储模块，与主控芯片相连，用于存储监测区域内各监测点的位置信息；

主控芯片，用于接收水平角度定位模块、垂直角度定位模块、测距模块传递的信息，计算偏移量ΔZ，以及向与该监测装置相连的报警装置发送位移报警信号。