[发明专利]面向地下安全的全自动测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及测量领域，尤其涉及一种面向地下安全的全自动测量装置及测量方法，其不同之处在于：所述测量方法通过旋转平台与高清摄像头引导红外测距仪的红外光点自动对准测量标志中心点，获取此时旋转平台的水平、竖直角度以及两点距离，完成水平位移观测、沉降观测、倾斜角观测，实现对监测点的变形监测。本发明结构简单，替代常规的人工监测的方式，提高变形监测效率，节省人力物力，实现全天候对工程安全的及时性管理。

技术领域

本发明涉及测量领域，尤其涉及一种面向地下安全的全自动测量装置及测量方法。

背景技术

大型城市地铁站、超高层建筑的建设中，基坑开挖深度越来深，为了保证这些工程建设的质量及施工设施的安全，需对工程建设的施工设施进行变形监测；大型基坑由于监测点多，人工观测费时费力，难以保障监测精度，采用国外全自动设备又导致工程成本增加。

因此，面向地下安全的全自动全站仪(测量装置的一种)有着巨大的市场需求，但因其技术门槛较高，结构复杂，全自动全站仪主要由国外公司提供，实际应用中，国外全自动全站仪只能对固定的目标棱镜进行识别对准，其本质并不是完全的自动化。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种面向地下安全的全自动测量装置，结构简单，替代常规的人工监测的方式，提高变形监测效率，节省人力物力，实现全天候对工程安全的及时性管理。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种面向地下安全的全自动测量装置，包括旋转平台、处理模块、摄像机和红外测距仪；所述处理模块、摄像机和红外测距仪均设于旋转平台上；所述摄像机、红外测距仪和旋转平台均电连接与处理模块，所述处理模块驱动旋转平台带动摄像机和红外测距仪进行测量；旋转平台包括中空底壳、电源转换器、旋转控制板、电机驱动器、支撑杆、用于调节水平旋转角度的第一旋转台、用于调节竖直旋转角度的第二旋转台；所述第一旋转台水平设于底壳上方且连接于支撑杆底端，所述第二旋转台垂直设于支撑杆侧部，所述摄像机和红外测距仪均连接于第二旋转台；所述电源转换器、旋转控制板和电机驱动器设于底壳内；所述电源转换器的输入端外接220V交流电，输出端连接于旋转控制板、电机驱动器、第一旋转台和第二旋转台的电源端；所述旋转控制板的信号输入端连接于处理模块的信号输出端，所述旋转控制板的信号输出端连接于电机驱动器输入端，所述电机驱动器输出端连接于第一旋转台和第二旋转台的信号输入端。

按以上方案，所述处理模块为树莓派Raspberry Pi 3Model B+；所述摄像机采用索尼生产的型号为RER-USB8MP02G的USB摄像机模组；所述红外测距仪采用申稷光电生产的型号为SK100的激光测距模组，所述红外测距仪和处理模块之间还设有USB转TTL模块，USB转TTL模块的USB接口一端连接处理模块，USB转TTL模块的另一端连接红外测距仪；所述USB转TTL模采用的是CP2102芯片；树莓派Raspberry Pi 3Model B+上自带有双频2.4GHz/5GH无线网卡和高速以太网接口，可以连接现场另设的示警器和网络控制平台；高速以太网接口通过网线实现与网络控制平台的有线通信，双频2.4GHz/5GH无线网卡通过局域网实现与网络控制平台的无线通信；树莓派Raspberry Pi 3Model B+上自带的USB2.0接口实现与旋转平台、摄像机和红外测距仪之间的通信；树莓派Raspberry Pi 3Model B+配置了一枚64位的1.4GHz四核ARM Cortex-A53处理器，板载了支持2.4GHz和5GHz双频段的无线网卡和蓝牙4.2，无线通信速度得到大幅提升，从硬件上提升了数据处理速度和测量精度；型号为RER-USB8MP02G的USB摄像机模组搭配了M12 1000万像素高清镜头，提高了图像识别精度；SK100的激光测距模组的测距距离远，测量速度快、测量精度高。