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专利号: 202210516879X
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隧道位移监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、布设观测目标:在隧道变形监测区域内的监测断面上布设若干个监测点,在每个所述监测点上安置观测目标,所述观测目标包括靶标和棱镜,所述靶标和所述棱镜具有固定的位置关系,所述靶标具有图形特征;

步骤2、布设自动化监测单元:在测站点布设自动化监测单元,所述自动化监测单元包括影像测量机器人和工控机;

步骤3、影像测量机器人学习测量:人工控制所述影像测量机器人根据学习测量顺序依次对各个监测点进行学习测量,并将学习测量结果传输到所述工控机;

针对每个监测点,人工控制所述影像测量机器人照准所述靶标,利用所述影像测量机器人的望远镜相机对照准后的靶标进行拍摄,记录此时的拍摄参数数据并作为第一学习信息;针对每个监测点,控制所述影像测量机器人照准所述棱镜,记录此时的测量数据并作为第二学习信息;

步骤4、影像测量机器人自动监测:所述工控机控制所述影像测量机器人以所述学习测量结果为基准,根据所述学习测量顺序依次对各个监测点进行周期性观测;

针对每个监测点,所述影像测量机器人的拍摄参数数据自动调整至与所述第一学习信息严格对应,调整完成后利用所述望远镜相机对靶标进行拍摄;针对每个监测点,所述影像测量机器人结合仪器的自动目标识别功能和所述第二学习信息实现棱镜照准,照准后对棱镜进行距离测量;

步骤5、监测分析:基于多期监测数据,得到隧道垂直于视线向变形信息以及隧道视线向变形信息。

2.根据权利要求1所述的隧道位移监测方法,其特征在于,所述步骤1中,在所述隧道变形监测区域内,每隔一个预设距离设置一个所述监测断面,每个所述监测断面上布设若干个所述监测点。

3.根据权利要求1所述的隧道位移监测方法,其特征在于,所述步骤2中,所述影像测量机器人的望远镜相机与测角测距系统同轴。

4.根据权利要求1所述的隧道位移监测方法,其特征在于,所述步骤3中,所述第一学习信息包括角度数据和焦距数据;所述第二学习信息包括测角数据和测距数据。

5.根据权利要求1所述的隧道位移监测方法,其特征在于,所述步骤4中,每完成一次监测任务后,所述影像测量机器人进入休眠状态,直至所述工控机再次发送任务执行信息。

6.根据权利要求1所述的隧道位移监测方法,其特征在于,所述步骤5中,针对同一靶标,根据靶标的图形特征提取靶标中心点信息,对比多期的靶标中心点信息得到所述隧道垂直于视线向变形信息;针对同一棱镜,对比多期的棱镜距离测量值得到所述隧道视线向变形信息。

7.根据权利要求6所述的隧道位移监测方法,其特征在于,所述靶标对应的图形为圆形或椭圆形时,根据靶标的图形特征提取靶标中心点信息的实现方式为:基于图像识别算法得到靶标对应的图形的边缘像素坐标;基于所述边缘像素坐标进行椭圆中心拟合,得到图形中心坐标。

8.一种隧道位移监测系统,其特征在于,包括:

观测目标,所述观测目标包括靶标和棱镜,所述靶标和所述棱镜具有固定的位置关系,所述靶标具有图形特征,所述观测目标安置于监测点处;

自动化监测单元,所述自动化监测单元包括影像测量机器人和工控机,所述自动化监测单元布设在测站点处;

所述隧道位移监测系统用于实现如权利要求1‑7中任一项所述的隧道位移监测方法中的步骤。