[发明专利]水库坝体沉陷与水平位移基准点检测装置及检测方法

权利要求书

1.水库坝体沉陷与水平位移基准点检测装置，其特征是，包括壳体、图像检测装置、挡板机构、摄像头、控制器和太阳能电池板，所述壳体为长方体壳体，在长方体壳体对应的两侧面分别设置有透光孔，所述图像检测装置设置在壳体内两个透光孔之间，在两个透光孔与图像检测装置之间还分别设置有挡板机构，所述摄像头设置在图像检测装置平行于激光通路的侧壁内侧，所述控制器设置在壳体内，所述太阳能电池板设置在壳体顶部；

所述图像检测装置包括图像检测装置框架和激光拦截反光十字架，所述图像检测装置框架设置有等间距平行分布的槽孔，所述激光拦截反光十字架设置在图像检测装置框架的槽孔内，激光拦截反光十字架所在平面与激光通路平行；

所述挡板机构包括两个挡板、挡板伸缩驱动机构和挡板移动驱动机构，所述两个挡板通过挡板伸缩驱动机构相连，所述挡板移动驱动机构与挡板伸缩驱动机构相连，所述挡板伸缩驱动机构和挡板移动驱动机构的行程末端设置有与控制器相连的限位开关；

所述控制器分别与挡板伸缩驱动机构、挡板移动驱动机构、摄像头和太阳能电池板相连。

2.根据权利要求1所述的水库坝体沉陷与水平位移基准点检测装置，其特征是，所述控制器包括超低功耗单片机以及分别与单片机连接的太阳能电池定时控制器、OV7670图像传感器、EEPROM存储芯片、数据存储器、开关量输入电路和PWM脉冲输出电路，所述OV7670图像传感器与摄像头连接，所述开关量输入电路与限位开关连接，所述PWM脉冲输出电路通过数模转换电路分别与挡板伸缩驱动机构和挡板移动驱动机构的伺服电机连接。

3.根据权利要求2所述的水库坝体沉陷与水平位移基准点检测装置，其特征是，所述单片机采用STM8L系列单片机。

4.根据权利要求2所述的水库坝体沉陷与水平位移基准点检测装置，其特征是，所述控制器还包括无线射频芯片，所述无线射频芯片与单片机相连。

5.根据权利要求1-4任一项所述的水库坝体沉陷与水平位移基准点检测装置，其特征是，所述透光孔为圆形孔或方形孔。

6.水库坝体沉陷与水平位移基准点检测方法，其特征是，包括以下步骤：

1）将激光发射器设置在坝体的一端，使激光射向坝体的另一端；

2）在激光的线路上设置若干个等间距的基准点，并在每个基准点处分别设置一个基准点检测装置，所述基准点检测装置内的激光拦截反光十字架的位置均不相同；

3）进行初始化调试，在激光发射器发射激光时采集每个基准点检测装置的初始激光图像并保存；

4）定期采集每个基准点检测装置的实时激光图像；

5）将实时激光图像与初始激光图像进行对比来判断坝体是否发生水平位移和/或沉陷；

6）根据指令实时将坝体基准点的监测结果发给上位机。

7.根据权利要求6所述的水库坝体沉陷与水平位移基准点检测方法，其特征是，所述步骤5）的具体过程为：将实时激光图像与初始激光图像进行对比，如果实时激光图像中激光拦截反光十字架的位置对比初始激光图像中激光拦截反光十字架的位置发生左右移动，则判定坝体发生水平位移；如果实时激光图像中激光拦截反光十字架的位置对比初始激光图像中激光拦截反光十字架的位置发生上下移动，则判定坝体发生沉陷；如果实时激光图像中激光拦截反光十字架的位置对比初始激光图像中激光拦截反光十字架的位置同时发生水平和上下移动，则判定坝体发生水平位移并沉陷；如果实时激光图像中激光拦截反光十字架的位置对比初始激光图像中激光拦截反光十字架的位置吻合，则判定坝体没有发生水平位移和沉陷。

8.根据权利要求6所述的水库坝体沉陷与水平位移基准点检测方法，其特征是，所述步骤5）的具体过程为：将实时激光图像与初始激光图像进行对比，获取实时激光图像中激光拦截反光十字架上半部分高度和下半部分高度，如果上半部分高度和下半部分高度相等且与初始激光图像中激光拦截反光十字架上半部分高度也相等，则判定坝体没有发生水平位移和沉陷；如果上半部分高度和下半部分高度相等且与初始激光图像中激光拦截反光十字架上半部分高度不相等，则判定坝体发生水平位移；如果上半部分高度和下半部分高度不相等且它们的高度和等于初始激光图像中激光拦截反光十字架上半部分高度的2倍，则判定坝体发生沉陷；如果上半部分高度和下半部分高度不相等或者上半部分和下半部分总和与初始激光图像中的初始值不符，则判定坝体发生水平位移并沉陷。