[实用新型]一种基于CMOS的超高层建筑相对水平位移在线监测装置

说明书

本实用新型提供一种基于CMOS的超高层建筑相对水平位移在线监测装置，包括激光垂准仪、接收筒、激光接收靶、CMOS图像传感器和图像处理装置；所述激光垂准仪位于建筑物底层，所述接收筒位于建筑物高层，接收筒的顶部安装有CMOS图像传感器，底部安装有激光接收靶，所述激光接收靶接收垂准仪发射的激光环栅，然后由COMS图像传感器拍摄成像，COMS图像传感器将成像数据传输到图像处理装置，从而获得建筑物高层与底层的实时相对水平位移曲线。本实用新型对超高层建筑相对水平位移变形进行高精度实时监测，满足了目前超高层建筑结构变形监测方法在高精度、自动化、实时化以及低成本等方面需求。

技术领域

本实用新型属于超高层建筑在线监测技术领域，涉及一种超高层建筑相对水平位移在线监测装置，具体涉及一种基于CMOS图像的超高层建筑相对水平位移在线监测装置。

背景技术

建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。全世界90％的超高层建筑位于中国，为确保这些高层建筑物的安全，《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》对超高层建筑的顶端位移和层间水平位移都有严格的限制。同时在高层建筑物的建设中，从工程施工到竣工，以及建成后的运营期间都要不断地对工程建筑物进行监测，以便掌握建筑物的变形规律，及时发现问题、分析原因、采取措施。

在超高层建筑相对水平位移监测中，目前采用的测量机器人采样率低无法满足实时动态监测的实时性要求，GNSS实时动态测量技术测量精度不高约为厘米级无法满足超高层建筑监测的精度要求。本装置主要针对超高层建筑的结构变形主要是相对水平位移监测，为满足目前超高层建筑结构变形监测方法在高精度、自动化、实时化以及低成本等方面需求提供解决方案。

实用新型内容

超高层建筑相对水平位移为建筑物高层由于受到日照、风、自身荷载以及其他外部影响因素引起的超高层建筑主体倾斜和挠度位移表现在水平面上的相对位置变化。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于CMOS的超高层建筑相对水平位移在线监测装置，利用激光垂准仪、接收筒、CMOS图像传感器、激光接收靶、图像标定靶等组成动态数据采集硬件配合专用的相机标定、数据采集及数据分析软件实现超高层建筑相对水平位移的实时在线监测。通过固定在建筑物底层的信号发射装置产生的铅锤激光信号在固定于建筑物顶层的信号接收靶上的位移曲线来反映高层相对于底层的水平位置变化。当两个楼层之间高差过大时，也可以通过多个在线监测装置组合完成。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于CMOS的超高层建筑相对水平位移在线监测装置，包括激光垂准仪、接收筒、CMOS图像传感器、激光接收靶、和图像处理装置；

所述激光垂准仪位于建筑物底层，所述接收筒位于建筑物高层，接收筒的顶部安装有CMOS图像传感器，底部安装有激光接收靶，所述激光接收靶接收垂准仪发射的激光环栅，然后由COMS图像传感器拍摄成像，COMS图像传感器将成像数据传输到图像处理装置，从而获得建筑物高层与底层的实时相对水平位移曲线。所述的接收筒为整个在线监测装置的信号接收部分，所述的激光垂准仪为整个在线监测装置的信号发射部分，采用强制对中装置可以固定在被测点经整平后向上垂直发射激光束；进行超高层建筑相对水平位移监测时，在建筑物底层安置激光垂准仪并整平，激光垂准仪发射的铅锤的激光环栅被安置在高层的图像标定靶接收并被COMS图像传感器拍摄成像；所述的CMOS图像传感器，是一种典型的固体成像传感器，用于拍摄获取激光束图像，经过光电数模等转换将图像信号送入数据采集卡，数据采集卡对其进行调理、采集、缓存，并通过USB2.0接口将数据输送到计算机或单片机进行后续处理。

进一步的，还包括用于确定相机畸变参数的图像标定靶。