CN104374324A - 基于图像识别的位移测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于图像识别的位移测量装置，所述测量装置的机壳内安装被测组件、电路主板、固定标尺、光源和数码相机；被测组件的固定端的一个端部顺序连接导杆、活动标尺杆和移动端；导杆和活动标尺杆为套筒结构，两者之间安装两组拉伸弹簧和弹簧座套；光源和数码相机均面向活动标尺杆安装在机壳上与电路主板电连接；活动标尺杆的外围安装门型结构的固定标尺；数码相机的拍摄中心线位于固定标尺的一个端部构成的平面内；活动标尺杆和固定标尺面向数码相机的面上设置尺寸刻度线；电路主板的通讯接口能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；数码相机将获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于图像识别的位移测量装置。
背景技术
目前广泛用于大坝、桥梁、隧道、地质灾害、大型建筑物等的位移、裂缝测量传感器有很多种，有光栅式、振弦式、电感式、光纤式等。这些传感器的主要功能是实时测量大坝、桥梁、隧道、地质灾害、大型建筑物等的位移、裂缝测量。其不足之处：使用中，这些传感器，都存在零点漂移，线性度失真，稳定性等问题，和某些电磁干扰，所以传回来的数据，不一定是准确的。例如实际的大坝的某个部位的裂缝为2.5MM，但有的时候，传感器会传回来2.7MM，或者2.3MM，如果传感器内部出现某些损坏，那么也许会传回来1.5MM。这些误差较大的数据传到计算机进行分析的时候，分析人员并不能确定到底是大坝出现问题还是传感器出现问题，必须亲自到现场实际测量后才能得出结论。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种抗干扰能力强，工作可靠，测量精度高，无人值守的基于图像识别的位移测量装置。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现：
所述测量装置的机壳内安装被测组件、电路主板、固定标尺、光源和数码相机；
所述被测组件的固定端的一个端部顺序连接导杆、活动标尺杆和移动端；所述导杆和活动标尺杆为套筒结构，两者之间在一定距离位置面对面安装两组拉伸弹簧和弹簧座套，导杆与弹簧座套结合的位置设置套挡滑槽；
所述光源和数码相机均面向活动标尺杆安装在机壳上，均与电路主板电连接；
所述固定端与机壳连接；
所述机壳在活动标尺杆穿出的位置设置通孔，通孔处设置防水构件；
所述活动标尺杆的外围安装门型结构的固定标尺；
所述数码相机的拍摄中心线位于固定标尺的一个端部构成的平面内；
所述活动标尺杆和固定标尺面向数码相机的面上设置尺寸刻度线；
所述电路主板的通讯接口能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；
将所述测量装置的固定端和移动端安装在两个指定位置，数码相机获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
所述固定端与导杆之间为刚性连接，配置一组光源和数码相机。
所述固定端与导杆之间为销轴铰连接，配置一组光源和数码相机。
所述固定端与导杆之间为球面铰连接，两组光源和数码相机相互垂直布置。
所述电路主板以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机的快门控制部分连接，照明控制模块与光源的控制部分连接。
本发明的目的还可以通过下述技术方案予以实现：
所述测量装置安装在指定位置，其机壳内安装电路主板、两组相互垂直布置的光源和数码相机；
所述被测组件包括钢丝、标尺、配重和动滑轮；标尺固定在钢丝上位于数码相机的镜头之内的位置；钢丝的一端安装在X处，另外一端安装在Y处的动滑轮上后其末端连接配重；标尺面向数码相机的侧面上设置横向刻度线；
所述电路主板的通讯接口能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；
所述数码相机获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
所述电路主板以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机的快门控制部分连接，照明控制模块与光源的控制部分连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1：数据更加真实。
由于采用数据加照片的方式，可以对每次测量的数据做考证，用户也可以通过照片来比对每次测量的数据。
2：没有零点漂移
由于采用照片的方式分析数据，就好像人工用标尺直接到现场测量一样，没有零点漂移。
3：没有线性误差
标尺的刻度本来就非常线性，标尺的物理结构保证它在各种温湿度及电磁干扰的情况下，热胀冷缩的线性也完全一致，对这样的标尺拍照分析的数据，也没有线性误差。
4：工作状态可以随时查询
以前的传感器，在内部受损、工作状态不稳定情况下仍在工作，照样传回数据，远方的人员无法判断它的工作状态，是否受损。基于图像识别的位移测量装置，每次传回的数据都同步带回一张内部的图像。当传感器内部受损伤时候，照片可以清晰看得到，远方的工作人员可以立刻知道该传感器的工作状态。如果传感器镜头受损，照片模糊，那么远方的工作人员也可以立刻知道，及时处理。
5：数据的考证
现在很多专家对长期测量的数据做数据分析时候，有很多数据是异常的，分析的结果也存在偏差，这些数据让专家很困惑，可能是传感器受损，或者电磁干扰下产生的非正常数据，也可能是大坝、桥梁、隧道、山体、或其他大型建筑物当时环境下的真实数据，专家对这些数据已经无法考证。而基于图像识别的位移测量装置，每次传回的数据都有清晰的照片同步保存。专家在分析遇到异常数据的时候，可以同步调出该次测量数据产生的照片，做考证分析，判断数据的真实性。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图；
图2为图1的A-A剖视结构放大示意图；
图3为图1的B-B剖视结构放大示意图；
图4为图1的I局部放大结构示意图；
图5为图4的C-C剖视结构放大示意图；
图6为图1的K局部放大结构示意图；
图7为图6的D-D剖视结构放大示意图；
图8为本发明另一实施例结构示意图；
图9为电路主板电气原理框图。
图中：1-固定端，2-通讯接口，3-机壳，4-电路主板，5-光源，6-数码相机，7-拍摄中心线，8-拉伸弹簧，9-弹簧座套，10-防水构件，11-导槽，12-活动标尺杆，13-移动端，14-滑槽，15-导杆，16-固定标尺，17-钢丝，18-标尺，19-配重，20-动滑轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参考附图1-7、9：：
所述测量装置的机壳3内安装被测组件、电路主板4、固定标尺16、光源5和数码相机6；
所述被测组件的固定端1的一个端部顺序连接导杆15、活动标尺杆12和移动端13；所述导杆15和活动标尺杆12为套筒结构，两者之间在一定距离位置面对面安装两组拉伸弹簧8和弹簧座套9，导杆15与弹簧座套9结合的位置设置套挡滑槽14；
所述光源5和数码相机6均面向活动标尺杆12安装在机壳3上，均与电路主板4电连接；
所述固定端1与机壳3连接；
所述机壳3在活动标尺杆12穿出的位置设置通孔，通孔处设置防水构件10；
所述活动标尺杆12的外围安装门型结构的固定标尺16；
所述数码相机6的拍摄中心线7位于固定标尺16的一个端部构成的平面内；
所述活动标尺杆12和固定标尺16面向数码相机6的面上设置尺寸刻度线；
所述电路主板4的通讯接口2能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；
将所述测量装置的固定端1和移动端13安装在两个指定位置，数码相机6获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
所述固定端1与导杆15之间为刚性连接，配置一组光源5和数码相机6。
所述固定端1与导杆15之间为销轴铰连接，配置一组光源5和数码相机6。
所述固定端1与导杆15之间为球面铰连接，两组光源5和数码相机6相互垂直布置。
所述电路主板4以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口2、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机6的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机6的快门控制部分连接，照明控制模块与光源5的控制部分连接。
本发明的目的还可以通过下述技术方案予以实现：
参考附图8、9：
所述测量装置安装在指定位置，其机壳3内安装电路主板4、两组相互垂直布置的光源5和数码相机6；
所述被测组件包括钢丝17、标尺18、配重19和动滑轮20；标尺18固定在钢丝17上位于数码相机6的镜头之内的位置；钢丝17的一端安装在X处，另外一端安装在Y处的动滑轮20上后其末端连接配重19；标尺18面向数码相机6的侧面上设置横向刻度线；
所述电路主板4的通讯接口2能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；
所述数码相机6获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
所述电路主板4以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口2、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机6的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机6的快门控制部分连接，照明控制模块与光源5的控制部分连接。
所述光源5和数码相机6采用市售产品。
实施例1：
构造：机壳3内安装被测组件、电路主板4、固定标尺16、光源5和数码相机6；被测组件的固定端1的一个端部顺序连接导杆15、活动标尺杆12和移动端13；导杆15和活动标尺杆12为套筒结构，两者之间在一定距离位置面对面安装两组拉伸弹簧8和弹簧座套9，导杆15与弹簧座套9结合的位置设置套挡滑槽14；光源5和数码相机6均面向活动标尺杆12安装在机壳3上，均与电路主板4电连接；固定端1与机壳3连接；机壳3在活动标尺杆12穿出的位置设置通孔，通孔处设置防水构件10；活动标尺杆12的外围安装门型结构的固定标尺16；数码相机6的拍摄中心线7位于固定标尺16的一个端部构成的平面内；活动标尺杆12和固定标尺16面向数码相机6的面上设置尺寸刻度线；电路主板4的通讯接口2能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；电路主板4以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口2、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机6的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机6的快门控制部分连接，照明控制模块与光源5的控制部分连接。测量装置的固定端1和移动端13安装在两个指定位置，数码相机6获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
工作原理：参考附图1：当两个被检测物发生相背方向位移时，位于固定端1的拉伸弹簧8起作用，而位于移动端13的拉伸弹簧8不起作用，活动标尺杆12向移动端13的方向移动。当两个被检测物发生相向方向位移时，位于固定端1的拉伸弹簧8不起作用，而位于移动端13的拉伸弹簧8起作用，活动标尺杆12向固定端1的方向移动。因为数码相机6和门型结构的固定标尺16的位置固定，在获取的数码照片上，活动标尺杆12的尺寸刻度线的数值发生变化。计算机或者服务器据此算出位移的数值，将历史数据及数据保存。以下的实施例基本一样，后面不再赘述。
实施例2：
构造：与实施例1基本相同，不同的是：固定端1与导杆15之间为刚性连接，配置一组光源5和数码相机6。本实施例适合于“一维位移检测“的场合。
实施例3：
构造：与实施例1基本相同，不同的是：固定端1与导杆15之间为销轴铰连接，配置一组光源5和数码相机6。本实施例适合于“二维位移检测“的场合。
实施例4：
构造：与实施例1基本相同，不同的是：固定端1与导杆15之间为球面铰连接，两组光源5和数码相机6相互垂直布置。本实施例适合于“三维位移检测“的场合。
实施例5：
构造：
测量装置安装在指定位置，其机壳3内安装电路主板4、两组相互垂直布置的光源5和数码相机6；被测组件包括钢丝17、标尺18、配重19和动滑轮20；标尺18固定在钢丝17上位于数码相机6的镜头之内的位置；钢丝17的一端安装在X处，另外一端安装在Y处的动滑轮20上后其末端连接配重19；标尺18面向数码相机6的侧面上设置横向刻度线；电路主板4的通讯接口2能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；数码相机6获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。电路主板4以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口2、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机6的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机6的快门控制部分连接，照明控制模块与光源5的控制部分连接。
工作原理：
例如：根钢丝17的一端固定在水坝的X处，另外一端安装在水坝的Y处的动滑轮20上后其末端连接配重19；配重19的目的是使钢丝17绷直。机壳3安装在指定位置。当机壳3的安装基础处、X处和Y处任何一个地方发生位移时，两部数码相机6拍摄的数码照片中，标尺18上的尺寸数值发生三维变化，计算机或者服务器据此算出位移的数值，将历史数据及数据保存。
Claims (7)
1.一种基于图像识别的位移测量装置，其特征在于：
所述测量装置的机壳（3）内安装被测组件、电路主板（4）、固定标尺（16）、光源（5）和数码相机（6）；
所述被测组件的固定端（1）的一个端部顺序连接导杆（15）、活动标尺杆（12）和移动端（13）；所述导杆（15）和活动标尺杆（12）为套筒结构，两者之间在一定距离位置面对面安装两组拉伸弹簧（8）和弹簧座套（9），导杆（15）与弹簧座套（9）结合的位置设置套挡滑槽（14）；
所述光源（5）和数码相机（6）均面向活动标尺杆（12）安装在机壳（3）上，均与电路主板（4）电连接；
所述固定端（1）与机壳（3）连接；
所述机壳（3）在活动标尺杆（12）穿出的位置设置通孔，通孔处设置防水构件（10）；
所述活动标尺杆（12）的外围安装门型结构的固定标尺（16）；
所述数码相机（6）的拍摄中心线（7）位于固定标尺（16）的一个端部构成的平面内；
所述活动标尺杆（12）和固定标尺（16）面向数码相机（6）的面上设置尺寸刻度线；
所述电路主板（4）的通讯接口（2）能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；
将所述测量装置的固定端（1）和移动端（13）安装在两个指定位置，数码相机（6）获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述固定端（1）与导杆（15）之间为刚性连接，配置一组光源（5）和数码相机（6）。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述固定端（1）与导杆（15）之间为销轴铰连接，配置一组光源（5）和数码相机（6）。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述固定端（1）与导杆（15）之间为球面铰连接，两组光源（5）和数码相机（6）相互垂直布置。
5.根据权利要求1-4任选一所述的测量装置，其特征在于：所述电路主板（4）以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口（2）、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机（6）的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机（6）的快门控制部分连接，照明控制模块与光源（5）的控制部分连接。
6.一种基于图像识别的位移测量装置，其特征在于：
所述测量装置安装在指定位置，其机壳（3）内安装电路主板（4）、两组相互垂直布置的光源（5）和数码相机（6）；
所述被测组件包括钢丝（17）、标尺（18）、配重（19）和动滑轮（20）；标尺（18）固定在钢丝（17）上位于数码相机（6）的镜头之内的位置；钢丝（17）的一端安装在X处，另外一端安装在Y处的动滑轮（20）上后其末端连接配重（19）；标尺（18）面向数码相机（6）的侧面上设置横向刻度线；
所述电路主板（4）的通讯接口（2）能够与安装有专用软件的计算机或者服务器连接；
所述数码相机（6）获取的数码照片经过专用软件处理后，得出两个指定位置的位移数值。
7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于：所述电路主板（4）以中央处理及储存单元为核心，配置通讯接口（2）、照片获取模块、相机控制模块、照明控制模块和电源模块；照片获取模块与数码相机（6）的照相摄影部分连接，相机控制模块与数码相机（6）的快门控制部分连接，照明控制模块与光源（5）的控制部分连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |