[发明专利]一种基于吊锤位置视频识别技术的倾角传感器

说明书

技术领域

本发明属于土木工程测量技术领域，涉及一种基于吊锤位置视频识别技术 的倾角传感器。

背景技术

倾角传感器主要用于测量待测物和竖直轴之间的夹角。倾角传感器根据其 数据是否能联网自动采集可以分为在线式和离线式两种，在线式是指可以远程 获取传感器测量结果，离线式是指传感器测量结果必须人为记录而无法直接集 成到信息收集系统中。目前最常用的在线式倾角传感器是基于重力加速度分量 测量原理的，也就是传感器自身可以测量其某个轴方向的加速度分量，若该轴 越接近竖直，测得的加速度数值越大，该轴越接近水平，测量到的加速度数值 越小，根据测得的加速度竖直、既可推算倾角大小。加速度测量多是基于MEMS 加电子测量，由于电子测量本身具有使用寿命低、易老化、易受温度影响等不 足，基于该原理的倾角传感器也会因为继承这些补足而具有相应的缺点。

土木工程领域的监控具有变化缓慢、变化竖直小、测量时间长、拆装不易 等特点，通常建筑物近十年时间倾角变化都不会超过1°，因此，对倾角传感器 本身的噪声、温度漂移、老化等都有较高的要求。土木工程领域的测量常需要 应用在室外，也要求传感器本身应具有良好的温度抗性、耐腐蚀性、防雨水灰 尘特性。客观上需要研发新的倾角传感器以满足这些要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于吊锤位置视频识别技术的倾角传感器。

为达到以上目的，本发明的解决方案是：

一种基于吊锤位置视频识别技术的倾角传感器，包括机械系统、光学成像 系统；所述机械系统中包括始终保持自由悬垂状态的悬垂件，所述光学成像系 统与其相对以使所述悬垂件在光学成像系统中成像；所述光学成像系统与数据 电缆相连以输出所述悬垂件位置的视频信息以供处理得到倾角信息。

进一步，所述机械系统部分包括安装支架、调零机构、外壳、吊装机构、 悬垂件；所述吊装机构安装于所述密封圆筒内的上部，所述悬垂件悬挂于所述 吊装机构上、悬垂于所述密封圆筒内；所述光学成像系统安装于所述密封圆筒 内并与所述悬垂件相对以使所述悬垂件在所述光学成像系统中成像。

所述机械系统部分还包括用于将所述倾角传感器固定于待测物体上的上安 装支架、下安装支架，所述上安装支架、下安装支架固定于所述密封圆筒上。

所述机械系统部分还包括调零机构，所述调零机构用于将所述悬垂件在所 述光学成像系统中的成像调整到处于“零位”。

所述光学成像系统还包括图像处理电路，其依据所述光学成像系统提供的 所述悬垂件位置的视频信息计算出待测物体的倾斜角度并通过数据电缆输出。

所述光学成像系统为相互配合的摄像头、光学镜头、光源、图像处理电路 所构成的集成模块。

所述调零机构为：在安装支架上相对于外壳上的不同方位开设螺纹孔，在 各螺纹孔中分别旋入螺柱，旋入的各螺柱的端部触及外壳，通过调节各螺柱的 旋入长度将外壳限定在使得悬垂件在光学成像系统中成像处于“零位”的位置。

所述悬垂件为吊锤。

所述外壳为不锈钢密封圆筒。

所述吊装机构为微摩擦吊装机构。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：该传感器的外壳和 待测物固定，会随着待测物一同倾斜；光学成像系统和外壳固定在一起、也会 随着待测物而倾斜。而内部的吊锤会由于重力作用而保持竖直。因此当待测物 倾斜程度不同时、吊锤在成像系统中所成的像会有所不同，利用图像处理技术 即可计算出待测物的倾角。该传感器具有可在线测量、精度高、噪声小、不受 温度影响、使用寿命长达近百年、防腐蚀、防水的特点。

附图说明

图1是本发明实施例的结构及工作原理示意图。

图中数字标记：1为待测物本体；2为上安装支架；21为下安装支架；3为 外壳；4为吊装机构；5为光学成像系统中的摄像头、光源、光学镜头一体化模 块；6为光学成像系统中的图像处理电路板；7为调零机构；71、72为螺柱；8 为吊锤。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明传感器通过上安装支架2和下安装支架21固定于待测 物本体1上，简化起见，可以将待测物本体1理解为一堵墙体。