[发明专利]用于多种测量机器人自由设站的自动变形监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于多种测量机器人自由设站的自动变形监测系统及方法，包括：数据采集模块、核心控制模块和数据通讯模块，所述的数据采集模块用于采集监测点的三维坐标；所述的核心控制模块为服务器端计算机，用于实现数据采集模块的实时控制；所述的数据通讯模块用于实现数据采集模块与核心控制模块之间的双向通讯；所述的数据采集模块包括多种不同品牌的测量机器人和任意多个目标棱镜或反射片，所述的任意多个目标棱镜或反射片固定于监测点上。与现有技术相比，本发明具有多测站观测、自由设站、远程控制、网络查询等优点。

技术领域

本发明涉及自动变形监测系统领域，具体涉及一种用于多种测量机器人自由设站的网络化自动变形监测系统及方法。

背景技术

目前我国很多城市都在大力开展工程建设，如桥梁施工，隧道施工，基坑开挖等。工程结构本身及其周边建筑物由于受到各种外部应力的作用必然会产生形变，因此需要不间断地对工程结构本身及其周边建筑物进行形变观测，以确保其形变处于安全范围之内。

对于构筑物的变形监测，国内存在很多不同类型的自动变形监测系统，但从对数据采集、数据处理到成果输出和保存的整套监测系统的研究的不断深入，总结具体监测过程以及各监测数据处理软件的使用，发现目前监测系统存在着如下问题：

1、多测站问题：(1)不同测量机器人的生产厂商，仪器的控制方式和控制代码并不相同，导致整个监测系统只能使用相同品牌的测量机器人。(2)一台计算机只能控制一台测量机器人，各计算机间需要进行局域网通讯才能实现多测站功能，造成资源的浪费且稳定性不佳。(3)整个监测系统虽然可由一台计算机控制，但测量机器人的观测需要逐个进行(即前一台仪器观测完成后，后一台仪器才能进行观测)，彼此制约，严重影响监测效率。

2、自由设站问题：(1)目前的自动变形监测系统，虽然可以进行自由设站，但当仪器位置发生移动时，则需要重新学习，监测点较多时将严重影响作业效率，并不能达到真正自由设站的目的。(2)仪器自由设站后，完全不考虑基准点坐标或过度依赖基准点坐标。

3、数据传输与控制问题：(1)目前的自动变形监测系统，多采用Access作为整个系统的数据库，无法支持网络查询。(2)PC机与仪器需要通过电台或串口线连接，无法实现远程控制。(3)服务器端与客户端之间进行数据传输时，需要两者均网络在线(即实时观测，实时传输)，若有一方网络不稳定则无法进行数据传输，极易丢失数据，严重影响数据传输的稳定性且可扩展性不佳。

经过检索，中国专利公开号为CN206095225U公开了一种大坝变形监测系统，包括设置于大坝内部的监测管道、测量桩、测量装置和信号传输单元，以及设置于地面的信号处理器和信号显示装置；测量桩垂直于监测管道并固定于监测管道外部的大坝体内；测量桩上设置有测量装置；用于接收从外部传送的测量驱动信号，并驱动测量装置采集测量桩的位置数据；发送到设置于地面的信号处理器中进行分析处理；信号处理器将处理结果输入到信号显示装置中输出大坝变形监测结果。本发明提供的大坝变形监测系统通过采集监测管道上的测量桩的状态信息，从而计算出大坝形变程度，并通过显示装置显示出监测结果，或者采用报警的形式发送报警信号，该监测系统能自动实现大坝变形的检测。但该发明针对的是大坝内部，虽然也使用测量机器人，却是当监测到大坝出现预警信号时，才启动测量机器人对产生预警信号处的大坝进行检测，而且也实现不了多种测量机器人的自动设站。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于多种测量机器人自由设站的自动变形监测系统

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于多种测量机器人自由设站的自动变形监测系统，包括：数据采集模块、核心控制模块和数据通讯模块；

所述的数据采集模块用于采集监测点的三维坐标；

所述的核心控制模块为服务器端计算机，用于实现数据采集模块的实时控制；