[发明专利]建/构筑物变形、位移及损伤集群成像物联监测法

说明书

本发明公开了一种建/构筑物变形、位移及损伤集群成像物联监测法，其原理是在观测结构外设立一个原始基准点，以原始基准点观测下一测点的变形，修正该测点相对位移量后,以该测点作为第一传递基准点观测后续一组监测点的变形；修正一组测点相对位移量后，再以其中一测点为第二传递基准点观测再后续一组监测点的变形；基准点依次传递，以此类推，实现集群化观测。本发明利用监测信息传递及修正的方式，实现了监测的集群物联，更快速有效；一次性安置成像设备和光标尺，减少监测过程中的误差；可直接选取监测对象上的某一点作为监测点，无需安放光标尺，从而实现对不可接触建/构筑物的监测。

技术领域

本发明涉及对既有和在建建/构筑物的变形监测，主要为沉降变形监测，水平位移监测及外观损伤发展情况监测技术领域。

背景技术

随着已建和在建建/筑物的增多和近年来高发的建筑物倒塌事件，使得对建筑物的安全监测和可靠性评价越来越受到重视。国家“十三五”课题组也将建立既有工业建筑结构可靠性评价及全寿命评价关键技术列入专项课题。而建筑物可靠性评价中对建筑物的变形监测和测量尤为重要。目前建筑物变形监测常用手段为采用经纬仪、水准仪、测距仪及全站仪等测量仪器测定测点的位移量。此类手段能够提供建筑物的整体变形状态，确定其变形范围和位移量。但其布点受地形条件等影响较大，对不可通视观测点需增加多个基准点并加以保护，外业工作量大，需要人工监测，在监测过程中易出现人为误差。且后期数据处理工作量较大。随着近年GPS和智能型全站仪监测技术的出现，变形监测逐渐趋于实时化、动态监测。其中GPS具有全天候、高速度、自动化、测站间无需通视、可同时测定三维坐标及精度高等优点，但GPS接收机受卫星信号被遮挡及多路径效应的影响大；GPS动态变形监测精度较低，无法达到动态微量变形监测，且数据误差来源多，数据较难处理。目前两种监测手段都有成本较高和监测精度无法保证的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种建/构筑物变形、位移及损伤集群成像物联监测法，以解决如下技术问题：通过安装在基准点处的高倍率放大成像设备，对建筑物上固定的高精度光标尺进行图像监测采集，采用图像数字处理技术分析采集的高精度光标尺相对位移量从而实现高精度测量；修正与原始基准点相邻监测点的位移量，以该点作为新的基准点，基准点依次传递，实现集群监测；在高倍率放大成像设备上集成无线收发装置，实现无线高频率和无人化监测。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种建/构筑物变形、位移及损伤集群成像物联监测法，其步骤如下：

(1)确定基准点及监测点：根据监测要求、监测条件及相关规范，确定监测点布控网络，明确基准点、监测点和传递点位置；在观测结构外设立一个原始基准点并加以保护，以原始基准点观测下一测点的变形，修正该测点相对位移量后,以该测点作为第一传递基准点观测后续一组监测点的变形；修正一组测点相对位移量后，再以其中一测点为第二传递基准点观测再后续一组监测点的变形；基准点依次传递，以此类推，利用基准点的传递实现集群监测；

(2)光标尺安装：在各监测点处安装带刻度的光标尺；

(3)安装成像设备：在原始基准点和各传递基准点处安装20倍以上的放大成像设备；

(4)图像采集：通过无线网络控制成像设备工作，实时记录被测光标尺或监测点的变化信息，将采集的图像进行整理储存；

(5)图像数字化处理：通过图像数字化处理分析采集的图像，得到被测点位移、变形和损伤状况；

在无线通讯接收采集的数据图像信号后，通过软件进行极轴计算，对其极轴坐标分析，自动整合数据，转化为数字信号，得出成像设备标尺中心的位移量及位移方向，从而得到该观测点的主要包括相对位移、角度、裂缝宽度信息，并判断是否满足相关规范的要求，从而进行损伤监测，实时检测建筑设施的安全性。