[实用新型]一种基于CMOS图像测量的沉降监测系统

说明书

本实用新型属于位移变形领域，并具体公开了一种基于CMOS图像测量的沉降监测系统。所述系统包括多个沉降监测装置以及控制模块，每个沉降监测装置均包括激光发射器、调节云台、红外标尺及偏光滤光荧屏、主电路板、外壳以及安装架，主电路板包括CMOS图像识别传感器、姿态传感器以及无线通信组件，控制模块用于接收所述图像信息及姿态偏转信息，并根据所述图像信息及姿态偏转信息计算所述激光光斑的位置信息，然后根据时间段内所有测点沉降监测装置上激光光斑的位置信息的变化情况对待沉降监测区域进行实时沉降监测。本实用新型无需对各装置进行水平位姿调整，计算方便快捷，精度高，且成本低，适用性强。

技术领域

本实用新型属于位移变形技术领域，更具体地，涉及一种基于CMOS图像测量的沉降监测系统。

背景技术

建筑物沉降安全监测是判断其安全使用的重要手段之一，变形位移量测无论在科学技术研究还是在工程建设方面都有着其重要作用，比如测量大坝水平与垂直位移、隧道周边位移、构建物水平与垂直位移等。变形位移量测的方法且目前用沉降监测的主要采用静力水准仪、全站仪等设备。有用激光距仪、全站仪、数字(传统)经纬仪以及数字照相进行量测。

现有的变形位移量测存在测量装置复杂以及误差大等缺点，如全站仪、测距仪等在用于变形位移监测时，设备本身的精度、尤其是使用过程中人为操作上的误差是不可避免的；数字照相量测亦存在参照系的不可靠及后续分析中的系统误差其使用范围有限。同时，由于静力水准仪受温漂影响严重，温漂误差高达几mm。而全站仪由于设备精密，但是其价格昂贵，成本高。CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，其通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。可用于现有监测系统中的图像识别技术中。

因此，本领域亟待对现有监测系统做出改进，以解决了传统材料传感器技术带来的温漂影响。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于 CMOS图像测量的沉降监测系统，其通过多个所述沉降监测装置包括一个设于待沉降监测区域外的基准点沉降监测装置以及间隔布置于待沉降监测区域内的测点沉降监测装置的配合设计，同时，对各个沉降监测装置的激光发射器、红外标尺及偏光滤光荧屏、CMOS图像识别传感器、姿态传感器以及无线通信组件等的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可实现精确快速提取激光光斑的位置信息，并根据时间段内所有测点沉降监测装置上激光光斑的位置信息的变化情况对待沉降监测区域进行实时智能沉降监测，无需对各装置进行水平位姿调整，计算方便快捷，精度高，且成本低，适用性强。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提出了一种基于CMOS 图像测量的沉降监测系统，包括多个沉降监测装置以及控制模块，其中，

多个所述沉降监测装置包括一个设于待沉降监测区域外的基准点沉降监测装置以及间隔布置于待沉降监测区域内的测点沉降监测装置，每个沉降监测装置均包括激光发射器、调节云台、红外标尺及偏光滤光荧屏、主电路板、外壳以及安装架，所述激光发射器可转动的架设于所述调节云台上，且与所述控制模块通信连接，用于向所述红外标尺及偏光滤光荧屏发射激光光斑，所述调节云台固定设于所述外壳顶部，所述主电路板嵌设于所述外壳内，该主电路板上集成有CMOS图像识别传感器、姿态传感器以及无线通信组件，所述CMOS图像识别传感器用于识别映射有激光光斑的所述红外标尺及偏光滤光荧屏图像信息，并将该图像信息通过所述无线通信组件发送给控制模块，所述姿态传感器用于自适应校准所述红外标尺及偏光滤光荧屏的极平面，以生成所述红外标尺及偏光滤光荧屏的姿态偏转信息；

所述控制模块用于接收所述图像信息及姿态偏转信息，并根据所述图像信息及姿态偏转信息计算所述激光光斑的位置信息，然后根据时间段内所有测点沉降监测装置上激光光斑的位置信息的变化情况对待沉降监测区域进行实时沉降监测。