[发明专利]一种结构物二维位移监测装置及方法

权利要求书

1.一种结构物二维位移监测装置，包括靶标1、监测装置2和三轴调节云台4，其特征在于：所述靶标1设于待监测的结构物3上，所述三轴调节云台4设于相对于结构物3稳固的位置，监测装置2安装在三轴调节云台4上，所述监测装置2的位置与靶标1对应；所述三轴调节云台4可以通过调节基座41来调整监测装置2的方向；所述监测装置2从前到后依次包括防尘罩26、物镜21、目镜22、CCD摄像头23、嵌入式计算模块24，同时还包括防尘开关装置27和太阳能电源系统25；所述防尘开关装置27位于监测装置2的底部，与防尘罩26接触，用来控制防尘罩26的开关；所述太阳能电源系统25与嵌入式计算模块24、CCD摄像头23和防尘开关装置27通过电缆连接通电。

2.根据权利要求1所述的结构物二维位移监测装置，其特征在于：所述嵌入式计算模块24中包含信号发射器，信号发射器与云服务器无线通信连接；嵌入式计算模块24中运行图像识别与动态算法，动态算法包括动态比例修正算法和动态局部视窗算法。

3.一种基于权利要求1所述的结构物二维位移监测装置的方法，其特征在于：在一个或者多个待监测结构物3的选定位置处安装靶标1，在选定的相对于结构物3稳定的位置安装三轴调节云台4，将所述监测装置2固定在三轴调节云台4上，调整三轴调节云台4的基座41，使监测装置2和需要监测的多个靶标1位置对应；

所述嵌入式计算模块24控制防尘开关装置27打开防尘罩26，所述CCD摄像头23采集各个靶标1的初始图像位置数据，采集结束后，嵌入式计算模块24控制防尘开关装置27关闭防尘罩26，嵌入式计算模块24记录所有靶标1的初始图像位置数据，并进行标定，对数据进行初始化，使靶标1在初始图像位置处X₀＝0，Y₀＝0；接下来嵌入式计算模块24按照设定好的频率对所有靶标1进行长期监测；

对其中一个靶标1进行第i次图像位置数据采集时，所述嵌入式计算模块24控制防尘开关装置27打开防尘罩26，所述CCD摄像头23采集该靶标1的第i次位置数据，采集结束后，嵌入式计算模块24控制防尘开关装置27关闭防尘罩26，嵌入式计算模块24采用动态局部视窗算法，锁定上一次记录的靶标位置搜索靶标1的成像位置，搜到以后将本次采集图像的位置数据与上次采集图像的位置数据进行对比计算，转换为该靶标本次位置数据采集在X方向的成像位移Xi_成像，在Y方向的成像位移Yi_成像；

嵌入式计算模块24同时计算该靶标1在X方向的第i次成像尺寸Lxi和第i-1次成像尺寸Lx(i-1)，在Y方向的第i次成像尺寸Lyi和第i-1次成像尺寸Lx(i-1)，计算出在X方向和Y方向的两次动态比例修正系数为：

Rxi＝Lx/Lxi Ryi＝Ly/Lyi

Rx(i-1)＝Lx/Lx(i-1) Ry(i-1)＝Ly/Ly(i-1)

用两次动态比例修正系数平均值进行靶标1在两个方向的位移修正，得出该靶标1在第i次的位移数据：

Xi＝Xi_成像[Rxi+Rx(i-1)]/2 Yi＝Yi_成像[Ryi+Ry(i-1)]/2

监测装置2根据设定好的频次对各个靶标1的图像位置进行不间断的测量，存储每次测量并处理好的位移数据Xi和Yi；

所述嵌入式计算模块24通过信号发射器将靶标1的位移数据上传至云端服务器，供工作人员在远程进行监测与分析；

当Xi大于初始设定的水平位移报警值时，或者Yi大于初始设定的竖向位移报警值时，嵌入式计算模块24发送预警信息到云服务器，同时向远程电脑或者工作人员手机发送报警。