[发明专利]平面误差测量分析系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉一种测量装置，特别是涉及一种平面误差测量分析系统及方法。

背景技术

一个基础设施工程平面的铺设和后期运营过程中，不可避免都会受到地质运动变化而发现沉降或隆起，由于沉降或隆起不均匀，会引起工程平面下沉或弯折，从而影响工程施工中平稳性与安全性。为了实时能了解平面在荷载作用下的沉降以及隆起的变化趋势，以便提前采取有效措施，避免事故的发生，因此必须对平面作实时测量，才能保证该类结构长期安全运行，避免意外事故的发生。然而，相对于现有技术的测量方法要实现远距离非接触式实时测量要求，还要有很多待解决的问题。本发明中采用光学测量方式解决工程施工中远距离实时测量问题，并且光学测量也将是以后工程测量的一种发展趋势。

申请号为：200810222753.1的本发明涉及一种利用激光远程测量路基沉降的装置与方法。装置由底板和测杆组成的沉降测量桩、点光源、固定观察桩、激光测量单元，以及测量信号传输单元、中央处理单元和电源模块。在待测点埋设沉降检测桩，在其上安置点光源，使之与待测点处路基同步沉降；点光源通过激光测量单元的透镜成像，像点A′于光电探测器上，由像点位移量，算出点光源物点位移量，即待测点地基沉降量。

申请号为：201110158946.7本发明公开了一种激光沉降挠度测量仪，包括一组以上的相互配合的发射单元和接收单元，发射单元为用来对接收单元发射激光束的激光器，接收单元包括线阵CCD图像采集单元、分析与处理系统以及电源，线阵CCD图像采集单元采集激光束并转换为电信号传送分析与处理系统，分析与处理系统对电信号进行处理后判断沉降变形。

申请号为：201110297956.9本发明公开了路基沉降远程自动测量系统，包括测量终端、光纤传感终端和传输光缆，传输光缆与光纤传感终端和测量终端相连接；光纤传感终端包括光分路器、光纤位移编码装置、外壳和传动装置；光分路器、光纤位移编码装置和传动装置安置在外壳内，光分路器与所述光纤位移编码装置相连接。利用光纤传感终端的外壳和传动装置将路基沉降的位移量转换为沿光纤传输的光学编码，并由传输光缆远程传输至测量终端，在测量终端中进行光电转换、分析处理、存储、显示、报警等操作，最终实现对路基沉降的实时、远程、自动测量，其适用于地形复杂、自然环境恶劣的路基沉降测量领域。

上述专利存在的问题是，虽都采用光学测量方式但仍存在缺点：一、测量的精度低，实施专业化要求高，不具备普遍性；二、选择基准点时，稳定性差，实现测量的结构复杂；三、在测量距离上有所限制；四、数据不能实时测量和分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面误差测量分析系统，提出一种基于激光成像，采用嵌入式计算方法和图像分析计算方法，通过测量激光源光斑中心的偏移，可测量微小位移值，该方法计算方法简单、计算结果精确度高、成本低及易于敷设等优点。 

本发明采取以下技术方案：

一种平面误差测量分析系统，该系统包括一组以上的相互配合的激光源、激光靶面和监测分析装置，所述激光源为用来对激光靶面发射激光束的激光器；所述激光靶面对激光源发射的光斑即时投影成像；所述监测分析装置用于采集激光靶面上激光源发射的光斑图像信息、信息分析处理。

所述监测分析装置包括采集图像的感光器件、视觉分析算法模块、测量驱动控制模块及电源；

所述电源为蓄电池或太阳能电池中任何一种。

所述感光器件在所述测量驱动控制模块作用下对激光靶面上即时投影成像的图像信息采集并传送给所述视觉分析算法模块，所述测量驱动控制模块用于成像采集与图像分析处理的逻辑驱动和过程实现，并可将多点采集的图像信息同步传输至计算机进行分析处理，所述电源与测量驱动控制模块连接，所述监测分析装置在通电状态下运行。

本发明平面误差测量分析系统测量的方法步骤如下：

A、待检测的平面设置起始测量基准点A放置激光源，激光源向激光靶面发射光信号；

B、两个3D精密螺旋位移平台夹座分别控制激光源和激光靶面，使激光光斑中心位于激光靶面中心，设定初始位置，进行基准标定及误差校准。

C、使激光靶面移至所需测量距离处，发射光信号进入激光靶面，当平面发生沉降或隆起时，激光源光斑中心位置发生偏移，通过嵌入式计算方式获取x轴向位移                                                和 y轴向位移。

D、在采集点的激光靶面处增加即时捕捉激光源光斑图像的感光器件设备；