[发明专利]用于地形测量中测量测桥挠度的装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置及其测量方法。

背景技术

在地形测量中,由于地形长度较大,因此需要把测量设备放到测桥上,测量一段完 毕后,控制测量设备沿测桥移动某一段距离,再进行下一段的测量,由于测桥形状属于细长 型,因此在测量设备移动到不同的位置,测桥会发生不同弧度的形变,该形变直接影响了地 形测量的精度,因此必须要实时测量测桥的挠度。平面弯曲时，梁的轴线将变为一条在梁的 纵对称面内的平面曲线，该曲线称为梁的挠曲线。

发明内容

本申请的发明目的在于提供一种在测量地形时,利用图像处理的方法,实时测量 测桥距离某一水平线的高度,从而实现对测桥挠度的测量。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置，它包括：激光器、矩形成像板、摄 像机、测量小车、工控机和测距器，其中：激光器被装在测桥的一端，测量小车上装有固定高 度H和宽度W的矩形成像板和摄像机，摄像机装在矩形成像板和激光器之间，该激光器正对 矩形成像板,该激光器发射出的一条水平线光束打到矩形成像板上，摄像机面对着矩形成 像板,矩形成像板位于摄像机的视野范围内，测距器用于测量测量小车的横向位置，测距 器和摄像机分别与工控机电连接；

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置，其中：所述的测距器为编码器或 激光测距器；

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置，其中：所述编码器装在测量小车 上；

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置，其中：所述激光测距器被固定在 侧桥的另一端上；

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置来测量测桥挠度方法，它包括以下 步骤：

（I）当测量小车在测桥的行进过程中，打开激光器和测距激光器，使激光器发射出来的 一条水平线光束打到矩形成像板,摄像机拍摄装在测量小车上的矩形成像板，得到图片， 图片上的四边形框与高度H和宽度W的矩形成像板相对应，摄像机将所述图片传递给工控 机；同时，测距激光器测量出测量小车的横向位置，并将其传递给工控机；

（II）工控机根据矩形成像板和图片中的四边形框对应点的坐标，计算出水平线光束与 矩形成像板底边之间的距离，即得到测量小车的纵向位置，该纵向位置与测量小车初始纵 向位置的差，即是测量小车在该处测桥上的纵向位置；根据测量小车该处的横向位置和初 始横向位置的差，工控机计算得到测量小车在该处测桥上的横向位置；

(III)重复步骤（I）和步骤(II)，得到测量小车在测桥上各个点的横向位置和纵向位 置；画出测桥挠度的图形。

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置来测量测桥挠度方法，其中： 在上述步骤（II）中，工控机分别从矩形成像板和四边形框中取出至少三个顶点的相应坐 标，然后根据公式：

其中：X,Y为对应于矩形成像板上的点坐标，X’,Y’对应于四边形框上的点坐标，计算出 公式中的M1、M2、M3、M4、b1和b2六个参数，再根据图片中四边形框的水平线光束的E’点和F’ 点的坐标值，利用上述公式得到矩形成像板上的E点和F点的坐标值，然后分别计算出矩形 成像板上的E点与B点之间的距离和F点与C点之间的距离，将上述两个距离之和除以2，即得 到测量小车的纵向位置；在矩形成像板中，以矩形成像板的宽度为矩形成像板横向坐标，以 矩形成像板的长度为矩形成像板纵向坐标，以矩形成像板的其中一个顶点为坐标原点；在 图片中，以图片的宽度为图片横向坐标，以图片的长度为图片纵向坐标，以图片的顶点为坐 标原点。

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置来测量测桥挠度方法，其中： 当测距器为编码器时，编码器测量出测量小车的横向位置，并将其传递给工控机，工控机根 据测量小车初始的横向位置和行进中测量小车的横向位置，算出测量小车在测桥上的横向 位置；

本申请的一种用于地形测量中测量测桥挠度的装置来测量测桥挠度方法，其中：当测 距器为激光测距器时，激光测距器测量出测量小车的横向位置，并将其传递给工控机，工控 机根据测量小车初始的横向位置和行进中测量小车的横向位置，算出测量小车在测桥上的 横向位置；