[发明专利]一种自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的装置及方法

说明书

本公开涉及一种自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的装置及方法，能够向支挡构筑物发射出多层水平圆圈形扫描线的第一激光雷达以及能够向支挡构筑物发射出多列竖直圆圈形扫描线的第二激光雷达；第一激光雷达与第二激光雷达的扫描线能够在支挡构筑物表面形成多个相交点；将支挡构筑物未发生变形时，相交点所在的位置定义为固定参考面；第一激光雷达与第二激光雷达能够将当前状态下相交点位置的点云数据反馈给工控机，工控机能够通过对当前相交点位置坐标与固定参考面的比较，来实时监测支挡构筑物是否发生变形。本公开能够实现大型支挡构筑物的实时监测，减少因支挡构筑物变形带来的危害。

技术领域

本公开属于裂缝变形监测技术领域，具体涉及一种自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着交通设施向跨山跨河跨海建设领域不断延伸，大型支挡构筑物日益增多。大型支挡构筑物工程线长、跨越地区广、环境条件复杂，受众多外界环境因素影响会出现各类病害，许多支挡构筑物墙体都出现了裂缝。而出现裂缝特征恰恰说明其实际强度或稳定性不足，是支挡构筑物失稳、破坏的前兆，将严重危害行车安全，是道路交通安全的重要隐患之一。

发明人了解到，目前的支挡构筑物病害预防仍然依靠人工定期和定点巡查为主，缺乏高效精确的监测体系。由于支挡构筑物的可观测性较差，其工程病害相对路面更难被及时发现，一旦诱发工程事故，易造成人员伤亡及财产损失等重大后果。因此有必要对高速公路大型支挡构筑物进行持续监测并对其病害超前预警。

现有技术中，众多学者提出了一系列的支挡结构物安全评估手段和预防措施，例如基于灰色关联与模糊数学的灾害评估以及定期观测等，但是这些评估手段难以实时全方位评估和观测，无法完成工程灾害的防治要求。

发明内容

本公开的目的是提供一种自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的装置，能够实现支挡构筑物的实时评估与检测，减少支挡构筑物变形与裂缝监测不及时造成的危害。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的装置，包括能够向支挡构筑物发射出多层水平圆圈形扫描线的第一激光雷达以及能够向支挡构筑物发射出多列竖直圆圈形扫描线的第二激光雷达；第一激光雷达与第二激光雷达的扫描线能够在支挡构筑物表面形成多个相交点；

将支挡构筑物未发生变形时，相交点所在的位置定义为固定参考面；第一激光雷达与第二激光雷达能够将当前状态下相交点位置的点云数据反馈给工控机，工控机能够通过对当前相交点位置坐标与固定参考面的比较，来实时监测支挡构筑物是否发生变形。

作为第一方面的进一步改进，还包括无人机以及涂覆在支挡构筑物表面的导电膜，无人机上安装有热像仪，所述热像仪能够在导电膜通电的情况下扫描支挡构筑物的表面，以得到支挡构筑物表面变形情况。多个导电膜沿支挡构筑物的延伸方向依次布置，支挡构筑物不同位置处的导电膜能够独立通断电。

本公开的第二方面提供一种自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的方法，利用了所述的自动监测大型支挡构筑物裂缝变形的装置，包括以下步骤：

第一激光雷达与第二激光雷达以设定采样频率对扫描范围内的支挡构筑物扫描；第一激光雷达发出的水平方向的多层扫描线与第二激光雷达发出的竖直方向的多列扫描线在支挡构筑物的表面形成多个相交点；

工控机根据各相交点位置坐标是否发生变化来判断支挡构筑物是否发生变形。

以上一个或多个技术方案的有益效果：