[发明专利]一种基于视觉测量的房屋结构沉降监测装置

说明书

本发明提供了一种基于视觉测量的房屋结构沉降监测装置，包括靶标、激光发射器、补光灯、摄像装置、数据处理模块、警报单元；靶标固定安装在房屋墙体长度方向的一侧；激光发射器按照面矩阵方式或沿高度方向等差数列方式固定安装在房屋外墙上靶标的同一侧；补光灯固定安装在激光发射器的一侧；摄像装置用于拍摄及传送靶标视频信号数据至数据处理模块；数据处理模块用于存储和分析视频信号数据，输出指令与警报单元、补光灯和摄像装置进行信息交互；警报单元用于输出警报信号及数据至移动客户端和/或本地终端。该装置实施步骤简单、所需设备体积小易安装，对受监测房屋所处的地形环境要求低，能够实现全天候高精度监测，降低成本也扩展应用前景。

技术领域

本发明属于房屋监测技术领域，特别涉及一种基于视觉测量的房屋结构沉降监测装置。

背景技术

目前国家的既有房屋存量大，有相当一部分早期建设的房屋进入了老化时期，需要密切监控其结构健康状态，沉降是衡量房屋结构健康的重要指标，也是评估房屋结构安全的重要项目。

房屋结构的沉降分为均匀沉降与不均沉降两种，其中均匀沉降是指结构在平面内的各点沿垂直方向产生相同方向的位移，底层以上建筑并不倾斜，房屋上部结构一般不会发生破坏。而不均匀沉降是指结构在平面内的各点沿垂直方向产生了位移并不相同，地面以上建筑会倾斜，房屋上部结构易产生开裂甚至倾倒等破坏。

现在可以用于房屋沉降的监测技术如全自动全站仪需要在受监测房屋附近架设仪器，因此需要良好的通视条件且设备价格昂贵。基于全球导航卫星系统(GNSS)的监测技术采用的是卫星信号，在一些复杂的高山区地形条件下卫星信号会被阻挡，这会对测量结果形成影响，因此使用该技术需要良好的地形平坦度，而且该技术在平面测量精度较高但在高程测量精度较低。基于合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术利用卫星拍摄多景图像通过相位信息提取地球表面三维和高程信息来测量沉降，该技术设备复杂，成本高昂，不适用于一般的房屋监测项目。基于连通液原理的静力水准仪监测精度一般在毫米级，不适合房屋沉降值2mm/天就需要报警的监测需求(住建部颁发的JGJ125-2016《危险房屋鉴定标准》规定：当房屋处于相邻地下工程施工影响时，地基沉降速率大于2mm/天，且短期内无收敛趋势，则认为房屋地基处于危险状态)。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种结合激光靶标检测与测量的房屋沉降视觉监测方法，能够自动计算房屋的不均匀沉降，无需借助其他仪器设备，整个过程实现智能化、无人化，显著降低了人工工作量，增加了监测结果的客观性和准确性。

具体提供了一种基于视觉测量的房屋结构沉降监测装置，技术方案具体为：包括靶标、激光发射器、补光灯、摄像装置、数据处理模块、警报单元；

所述靶标固定安装在房屋墙体长度方向的一侧；

所述激光发射器设置有多组，按照面矩阵方式或沿高度方向等差数列方式固定安装在房屋外墙上靶标的同一侧；

所述补光灯固定安装在激光发射器的一侧，发出的光线朝向靶标，与摄像装置和数据处理模块电性连接；

所述摄像装置固定安装在补光灯一侧，用于拍摄及传送靶标视频信号数据至数据处理模块；

所述数据处理模块用于存储和分析视频信号数据，输出指令与警报单元、补光灯和摄像装置进行信息交互；

警报单元用于输出警报信号及数据至移动客户端和/或本地终端。

作为改进，所述靶标设置为方形暗箱式靶标，包括接收屏，所述接收屏的每个对角位置单独地布置有一组关于接收屏中心对称的实心十字标记。

作为改进，所述激光发射器设置有N组，序号为1，2，3……N，N为正整数，其中N组激光发射器的激光光斑均分布在实心十字标记之间。