CN110411363A - 一种隧道收敛变形的检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种隧道收敛变形的检测方法及系统,涉及隧道变形检测技术领域,包括:各检测装置拍摄固定于同一检测断面的其余检测装置的初始位置图像,并进行处理得到各检测装置的初始位置坐标,随后将各初始位置坐标发送至外部监控中心进行处理得到标准收敛参数;外部监控中心根据检测需求生成相应的检测指令,并发送至各检测装置;各检测装置根据检测指令拍摄固定于同一检测断面的其余检测装置的实时位置图像,并进行处理得到各检测装置的实时位置坐标;各检测装置分别将实时位置坐标发送至外部监控中心;外部监控中心根据各实时位置坐标和标准收敛参数进行处理得到收敛检测结果。本发明有效节约人力成本且提升隧道收敛变形的实时检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道变形检测技术领域,尤其涉及一种隧道收敛变形的检测方法及系统。
背景技术
随着国家基础设施建设步伐的加快,地铁、铁路、公路隧道,城市过江隧道、输油管线、水利涵洞等大型基建工程安全检测需求日益增长。隧道在使用与运营过程中都会产生变形,如拱顶下沉,拱腰收敛等,所谓隧道收敛变形,是指由于隧道外界的压力不均匀等因素造成的隧道的横截面形状的变形。上述外界的压力包括隧道在营运过程中,受到地面、周边建筑负载及土体扰动、隧道周边工程施工及隧道工程结构施工、地铁列车运行振动等,对隧道产生综合影响而造成隧道变形。了解隧道的收敛变形,研究其产生的根源、特征及其随空间与时间的变化规律,加强变形监测和预测、预报工作,避免或尽可能减少损失,是收敛变形观测的主要任务,也是隧道安全管理的重要内容。
现有技术中,世界上对桥隧工程的安全监测主要采用隧道横截面法向的收敛变形监测,而隧道横截面法向的收敛变形监测国内首选的方案是机械式钢尺收敛计法。测量原理是在隧道横断面上布置若干锚固点,以钢尺测量锚点之间的距离。此测量的分辨力不高,同时由于隧道形变的变化量小、观测时间长,观测的频率可能是几天观测一次,也可能是每小时一次,这样的人工观测使得测量的精度和效率都比较低,并且对于运行中的隧道而言几乎不可能实现。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种隧道收敛变形的检测方法,具体包括:对于每个检测断面,预先设置至少三个检测装置,且每个所述检测装置内部设有相机;
所述检测装置包括固定于所述检测断面的左侧壁的第一检测装置、固定于所述检测断面的右侧壁的第二检测装置以及固定于所述检测断面的拱顶的第三检测装置;
所述隧道收敛变形的检测方法具体包括以下步骤:
步骤S1,各所述检测装置分别拍摄固定于同一所述检测断面的其余所述检测装置的初始位置图像,并分别对所述初始位置图像进行处理得到所述初始位置图像中的各所述检测装置的初始位置坐标,随后将各所述初始位置坐标发送至外部监控中心进行处理得到所述检测断面的标准收敛参数;
步骤S2,所述外部监控中心根据检测需求生成相应的检测指令,并发送至各所述检测装置;
步骤S3,各所述检测装置根据所述检测指令分别拍摄固定于同一所述检测断面的其余所述检测装置的实时位置图像,并分别对所述实时位置图像进行处理得到所述实时位置图像中的各所述检测装置的实时位置坐标;
步骤S4,各所述检测装置分别将所述实时位置坐标发送至所述外部监控中心;
步骤S5,所述外部监控中心根据各所述实时位置坐标和所述标准收敛参数进行处理得到实时的收敛检测结果。
优选的,所述步骤S3具体包括:
步骤S31,所述第一检测装置根据所述检测指令拍摄所述第二检测装置和所述第三检测装置得到第一实时位置图像,并对所述第一实时位置图像进行处理,得到所述第一实时位置图像中的所述第二检测装置和所述第三检测装置在所述第一检测装置的所述相机的第一图像坐标系中的实时位置坐标;
步骤S32,所述第二检测装置根据所述检测指令拍摄所述第一检测装置和所述第三检测装置的第二实时位置图像,并对所述第二实时位置图像进行处理,得到所述第二实时位置图像中的所述第一检测装置和所述第三检测装置在所述第二检测装置的所述相机的第二图像坐标系中的实时位置坐标;
步骤S33,所述第三检测装置根据所述检测指令拍摄所述第一检测装置和所述第二检测装置的第三实时位置图像,并对所述第三实时位置图像进行处理,得到所述第三实时位置图像中的所述第一检测装置和所述第二检测装置在所述第三检测装置的所述相机的第三图像坐标系中的实时位置坐标。
优选的,所述步骤S5中,所述收敛检测结果包括第一收敛变形参数、第二收敛变形参数和第三收敛变形参数,其中:
所述第一收敛变形参数用于表示所述第二检测装置和所述第三检测装置之间的实时收敛变形情况;
所述第二收敛变形参数用于表示第一检测装置和所述第三检测装置之间的实时收敛变形情况;
所述第三收敛变形参数用于表示所述一检测装置和所述第二检测装置之间的实时收敛变形情况。
优选的,所述第一收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D23用于表示所述第一收敛变形参数;
D13用于表示所述第二收敛变形参数;
D12用于表示所述第三收敛变形参数;
f1用于表示所述第一检测装置的相机镜头焦距;
α1用于表示所述第一检测装置的相机光轴与所述第三检测装置的中心点之间的夹角;
α2用于表示所述第一检测装置的相机光轴与所述第二检测装置的中心点之间的夹角;
V12用于表示所述第一图像坐标系中,所述第二检测装置的实时位置坐标到所述第一图像坐标系的中心点的垂直距离;
V13用于表示所述第一图像坐标系中,所述第三检测装置的实时位置坐标到所述第一图像坐标系的中心点的垂直距离;
优选的,所述第二收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D13用于表示所述第二收敛变形参数;
D23用于表示所述第一收敛变形参数;
D12用于表示所述第三收敛变形参数;
f2用于表示所述第二检测装置的相机镜头焦距;
α3用于表示所述第二检测装置的相机光轴与所述第三检测装置的中心点之间的夹角;
α4用于表示所述第二检测装置的相机光轴与所述第二检测装置的中心点之间的夹角;
V21用于表示所述第二图像坐标系中,所述第一检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
V23用于表示所述第二图像坐标系中,所述第三检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
优选的,所述第三收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D12用于表示所述第三收敛变形参数;
D13用于表示所述第二收敛变形参数;
D23用于表示所述第一收敛变形参数;
f3用于表示所述第三检测装置的相机镜头焦距;
α5用于表示所述第三检测装置的相机光轴与所述第一检测装置的中心点之间的夹角;
α6用于表示所述第三检测装置的相机光轴与所述第二检测装置的中心点之间的夹角;
V31用于表示所述第三图像坐标系中,所述第一检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
V32用于表示所述第三图像坐标系中,所述第二检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离。
优选的,所述步骤S3中,各所述检测装置进行拍摄之前,还包括根据所述检测指令将设置于所述检测装置上的LED灯点亮。
一种隧道收敛变形的检测系统,应用以上任意一项所述的隧道收敛变形的检测方法,包括:至少三个检测装置,所述检测装置包括固定于所述检测断面的左侧壁的第一检测装置、固定于所述检测断面的右侧壁的第二检测装置以及固定于所述检测断面的拱顶的第三检测装置;
所述检测装置具体包括:
相机,设置于所述检测装置内部,用于进行照片拍摄得到固定于同一所述检测断面的其余所述检测装置的位置图像,所述位置图像包括初始位置图像和实时位置图像;
图像处理模块,连接所述相机,用于根据所述位置图像进行处理得到所述位置图像中的各所述检测装置的位置坐标,所述位置坐标包括初始位置坐标和实时位置坐标;
无线模块,连接所述图像处理模块,用于接收所述外部监控中心的所述检测信号,以及将所述图像处理模块处理得到的所述位置坐标发送至所述外部监控中心;
控制模块,分别所述无线模块和所述相机,用于根据所述无线模块接收的所述检测信号控制所述相机进行拍摄;
所述外部监控中心根据所述初始位置坐标处理得到所述检测断面的标准收敛参数,并根据对所述实时实时位置坐标以及所述标准收敛参数得到所述收敛检测结果。
优选的,所述检测装置还包括若干LED灯,设置于所述检测装置上且均匀分布于所述相机的周围;
所述控制模块连接所述LED灯,用于根据所述外部监控中心发送的所述检测指令控制所述LED灯点亮以便所述相机进行拍摄。
优选的,所述LED灯与所述相机位于所述检测装置的同一侧。
优选的,所述LED灯为4个。
优选的,所述外部监控中心与各所述检测装置通过物联网建立通讯连接。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
1)能够实时获取施工中或运行中的隧道收敛变形情况,对隧道结构的安全性进行实时评估,确保隧道结构的安全,有效节约人力成本;
2)检测装置拍摄的图像进行初步处理后发送至外部监控中心,检测装置只需传输相应的位置坐标数据,有效减轻了数据传输压力,提升传输效率,进而有效提升隧道收敛变形的实时检测效率。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中,一种隧道收敛变形的检测方法的流程示意图;
图2为本发明的较佳的实施例中,一种隧道收敛变形的检测方法的子流程示意图;
图3为本发明的较佳的实施例中,各检测装置的安装位置示意图;
图4为本发明的较佳的实施例中,第一检测装置拍摄的实时位置图像示意图;
图5为本发明的较佳的实施例中,一种隧道收敛变形的检测系统的结构示意图;
图6为本发明的较佳的实施例中,检测装置的外部结构示意图;
图7为本发明的较佳的实施例中,检测装置的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式,只要符合本发明的主旨,则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中,基于现有技术中存在的上述问题,现提供一种隧道收敛变形的检测方法,具体包括:对于每个检测断面,预先设置至少三个检测装置,且每个检测装置内部设有相机;
检测装置包括固定于检测断面的左侧壁的第一检测装置、固定于检测断面的右侧壁的第二检测装置以及固定于检测断面的拱顶的第三检测装置;
如图1所示,隧道收敛变形的检测方法具体包括以下步骤:
步骤S1,各检测装置分别拍摄固定于同一检测断面的其余检测装置的初始位置图像,并分别对初始位置图像进行处理得到初始位置图像中的各检测装置的初始位置坐标,随后将各初始位置坐标发送至外部监控中心进行处理得到检测断面的标准收敛参数;
步骤S2,外部监控中心根据检测需求生成相应的检测指令,并发送至各检测装置;
步骤S3,各检测装置根据检测指令分别拍摄固定于同一检测断面的其余检测装置的实时位置图像,并分别对实时位置图像进行处理得到实时位置图像中的各检测装置的实时位置坐标;
步骤S4,各检测装置分别将实时位置坐标发送至外部监控中心;
步骤S5,外部监控中心根据各实时位置坐标和标准收敛参数进行处理得到实时的收敛检测结果。
具体地,本实施例中,通过在每个检测断面安装至少三个检测装置,并在每个检测装置内部设置相机,确保每个检测装置的相机能够同时拍摄到位于同一检测断面的其余的检测装置。在安装完成后,外部监控中心发送相应的初始的检测指令,每个检测装置根据该初始的检测指令拍摄位于同一检测断面的其余的检测装置的图像,并将该图像记为初始位置图像,每个检测装置通过对设置在其内部的相机拍摄的对应的初始位置图像进行处理,得到初始位置图像中的各检测装置的初始位置坐标,该初始位置坐标表征初始位置图像中各检测装置的两两之间的初始相对坐标信息;随后每个检测装置将处理得到的初始位置坐标发送至外部监控中心进行进一步处理,得到对应的检测断面的标准收敛变形参数,即各检测装置的两两之间的初始相对位置,后续可以通过对比该初始相对位置判断对应检测断面的收敛变形情况。
进一步地,在隧道施工或运行过程中,外部监控中心可以根据检测需求实时向各检测装置发送相应的实时的检测指令,各检测装置根据该实时的检测指令控制相机拍摄位于同一检测断面的其余的检测装置的图像,并将该图像记为实时位置图像,各检测装置通过对设置在其内部的相机拍摄的对应的实时位置图像进行处理,得到实时位置图像中的各检测装置的实时位置坐标,该实时位置坐标表征实时位置图像中各检测装置的两两之间的实时相对坐标信息;随后各检测装置分别将处理得到的实时位置坐标发送至外部监控中心进行一步处理,得到对应的检测断面的实时收敛变形参数,即各检测装置的两两之间的实时相对位置,并结合上述得到的标准收敛变形参数,即可得到对应的检测断面的收敛检测结果,从而根据该收敛检测结果对隧道结构的安全性进行实时评估,确保隧道结构的安全,且无需人工参与测量、拍摄等,有效节约人力成本。
本发明的较佳的实施例中,如图2所示,步骤S3具体包括:
步骤S31,第一检测装置根据检测指令拍摄第二检测装置和第三检测装置得到第一实时位置图像,并对第一实时位置图像进行处理,得到第一实时位置图像中的第二检测装置和第三检测装置在第一检测装置的相机的第一图像坐标系中的实时位置坐标;
步骤S32,第二检测装置根据检测指令拍摄第一检测装置和第三检测装置的第二实时位置图像,并对第二实时位置图像进行处理,得到第二实时位置图像中的第一检测装置和第三检测装置在第二检测装置的相机的第二图像坐标系中的实时位置坐标;
步骤S33,第三检测装置根据检测指令拍摄第一检测装置和第二检测装置的第三实时位置图像,并对第三实时位置图像进行处理,得到第三实时位置图像中的第一检测装置和第二检测装置在第三检测装置的相机的第三图像坐标系中的实时位置坐标。
本发明的较佳的实施例中,步骤S5中,收敛检测结果包括第一收敛变形参数、第二收敛变形参数和第三收敛变形参数,其中:
第一收敛变形参数用于表示第二检测装置和第三检测装置之间的实时收敛变形情况;
第二收敛变形参数用于表示第一检测装置和第三检测装置之间的实时收敛变形情况;
第三收敛变形参数用于表示一检测装置和第二检测装置之间的实时收敛变形情况。
本发明的较佳的实施例中,如图3所示,第一收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D23用于表示第一收敛变形参数;
D13用于表示第二收敛变形参数;
D12用于表示第三收敛变形参数;
f1用于表示第一检测装置的相机镜头焦距;
α1用于表示第一检测装置的相机光轴与第三检测装置的中心点之间的夹角;
α2用于表示第一检测装置的相机光轴与第二检测装置的中心点之间的夹角;
V12用于表示第一图像坐标系中,第二检测装置的实时位置坐标到第一图像坐标系的中心点的垂直距离;
V13用于表示第一图像坐标系中,第三检测装置的实时位置坐标到第一图像坐标系的中心点的垂直距离;
本发明的较佳的实施例中,如图3所示,第二收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D13用于表示第二收敛变形参数;
D23用于表示第一收敛变形参数;
D12用于表示第三收敛变形参数;
f2用于表示第二检测装置的相机镜头焦距;
α3用于表示第二检测装置的相机光轴与第三检测装置的中心点之间的夹角;
α4用于表示第二检测装置的相机光轴与第二检测装置的中心点之间的夹角;
V21用于表示第二图像坐标系中,第一检测装置的实时位置坐标到第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
V23用于表示第二图像坐标系中,第三检测装置的实时位置坐标到第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
本发明的较佳的实施例中,如图3所示,第三收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D12用于表示第三收敛变形参数;
D13用于表示第二收敛变形参数;
D23用于表示第一收敛变形参数;
f3用于表示第三检测装置的相机镜头焦距;
α5用于表示第三检测装置的相机光轴与第一检测装置的中心点之间的夹角;
α6用于表示第三检测装置的相机光轴与第二检测装置的中心点之间的夹角;
V31用于表示第三图像坐标系中,第一检测装置的实时位置坐标到第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
V32用于表示第三图像坐标系中,第二检测装置的实时位置坐标到第二图像坐标系的中心点的垂直距离。
具体地,本实施例中,第一收敛变形参数D23用于表征第二检测装置12和第三检测装置13之间的实时收敛变形情况,第二收敛变形参数D13用于表征第一检测装置11和第三检测装置13之间的实时收敛变形情况,第三收敛变形参数D12用于表征第一检测装置11和第二检测装置12之间的实时收敛变形情况。
进一步地,外部监控中心通过对第一检测装置11发送的第二检测装置12和第三检测装置13的实时位置坐标进行处理,得到上述第一收敛变形参数D23的计算表达式;通过对第二检测装置12发送的第一检测装置11和第三检测装置13的实时位置坐标进行处理,得到上述第二收敛变形参数D13的计算表达式;以及通过第三检测装置13发送的第一检测装置11和第二检测装置12的实时位置坐标进行处理,得到上述第三收敛变形参数D12的计算表达式。
由以上表达式可以看出,第一收敛变形参数D23由第二收敛变形参数D13和第三收敛变形参数D12得到,第二收敛变形参数D13由第一收敛变形参数D23和第三收敛变形参数D12得到,第三收敛变形参数D12由第一收敛变形参数D23第二收敛变形参数D13得到,由于第一收敛变形参数D23、第二收敛变形参数D13和第三收敛变形参数D12相互关联,因此,在分别得到上述表达式后,需要对三个表达式联立方程,即可得到各收敛变形参数,并根据标准收敛变形参数,得到对应的检测断面的收敛检测结果。
进一步具体地,如图4所示,为第一检测装置11拍摄的包含第二检测装置12和第三检测装置13的实时位置图像,第一检测装置11对该实时位置图像进行处理时,优选的分别以第二检测装置12和第三检测装置13的中心点作为第二检测装置12和第三检测装置13的实时位置坐标,外部监控中心将第二检测装置12的实时位置坐标到第一图像坐标系中实时位置图像的中心点的垂直距离记为V12,并以此计算得到第一检测装置11的相机光轴111与第三检测装置13的中心点之间的夹角α1的正切值,根据公知常识,在得到α1的正切值后,按照以下公式分别进行相应的三角函数运算得到夹角α1的正弦值和余弦值:
并将该正弦值和余弦值代入上述第一收敛变形参数的计算公式;以及外部监控中心将第三检测装置13的实时位置坐标到第一图像坐标系中实时位置图像的中心点的垂直距离记为V13,并以此计算得到第一检测装置11的相机光轴111与第二检测装置12的中心点之间的夹角α2的正切值,根据公知常识,在得到α2的正切值后,按照以下公式分别进行相应的三角函数运算得到夹角α2的正弦值和余弦值:
并将该正弦值和余弦值代入上述第一收敛变形参数的计算公式。对第二检测装置12拍摄的包含第一检测装置11和第三检测装置13的实时位置图像,以及对第三检测装置13拍摄的包含第一检测装置11和第二检测装置12的实时位置图像进行上述同样的处理,此处不再结合附图进行详细赘述。
本发明的较佳的实施例中,步骤S3中,各检测装置进行拍摄之前,还包括根据检测指令将设置于检测装置上的LED灯点亮。
具体地,本实施例中,虽然隧道中通常设有灯光,但整体来说拍摄光线并不好,而拍摄光线的好坏直接影响到相机拍摄图像的清晰度。通过在检测装置上设置LED灯,并在拍摄之前控制该LED灯点亮,提供给检测装置的相机进行拍摄的灯光条件,使得本发明的检测方法能够用于各种光线条件较差的环境,而不影响检测结果,更好地满足实际需求。
一种隧道收敛变形的检测系统,应用以上任意一项的隧道收敛变形的检测方法,如图3所示,包括:至少三个检测装置1,检测装置1包括固定于检测断面2的左侧壁的第一检测装置11、固定于检测断面2的右侧壁的第二检测装置12以及固定于检测断面2的拱顶的第三检测装置13;
如图5所示,检测装置1具体包括:
相机3,设置于检测装置1内部,用于进行照片拍摄得到固定于同一检测断面2的其余检测装置1的位置图像,位置图像包括初始位置图像和实时位置图像;
图像处理模块4,连接相机3,用于根据位置图像进行处理得到位置图像中的各检测装置1的位置坐标,位置坐标包括初始位置坐标和实时位置坐标;
无线模块5,连接图像处理模块4,用于接收外部监控中心的检测信号,以及将图像处理模块4处理得到的位置坐标发送至外部监控中心7;
控制模块6,分别无线模块5和相机3,用于根据无线模块5接收的检测信号控制相机3进行拍摄;
外部监控中心7根据初始位置坐标处理得到检测断面的标准收敛参数,并根据对实时实时位置坐标以及标准收敛参数得到收敛检测结果。
本发明的较佳的实施例中,如图6所示,检测装置1还包括若干LED灯8,设置于检测装置1上且均匀分布于相机3的周围;
控制模块6连接LED灯8,用于根据外部监控中心7发送的检测指令控制LED灯8点亮以便相机3进行拍摄。
本发明的较佳的实施例中,如图7所示,LED灯8与相机3位于检测装置1的同一侧。
本发明的较佳的实施例中,LED灯8为4个。
本发明的较佳的实施例中,外部监控中心7与各检测装置1通过物联网建立通讯连接。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,具体包括:对于每个检测断面,预先设置至少三个检测装置,且每个所述检测装置内部设有相机;
所述检测装置包括固定于所述检测断面的左侧壁的第一检测装置、固定于所述检测断面的右侧壁的第二检测装置以及固定于所述检测断面的拱顶的第三检测装置;
所述隧道收敛变形的检测方法具体包括以下步骤:
步骤S1,各所述检测装置分别拍摄固定于同一所述检测断面的其余所述检测装置的初始位置图像,并分别对所述初始位置图像进行处理得到所述初始位置图像中的各所述检测装置的初始位置坐标,随后将各所述初始位置坐标发送至外部监控中心进行处理得到所述检测断面的标准收敛参数;
步骤S2,所述外部监控中心根据检测需求生成相应的检测指令,并发送至各所述检测装置;
步骤S3,各所述检测装置根据所述检测指令分别拍摄固定于同一所述检测断面的其余所述检测装置的实时位置图像,并分别对所述实时位置图像进行处理得到所述实时位置图像中的各所述检测装置的实时位置坐标;
步骤S4,各所述检测装置分别将所述实时位置坐标发送至所述外部监控中心;
步骤S5,所述外部监控中心根据各所述实时位置坐标和所述标准收敛参数进行处理得到实时的收敛检测结果。
2.根据权利要求1所述的隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
步骤S31,所述第一检测装置根据所述检测指令拍摄所述第二检测装置和所述第三检测装置得到第一实时位置图像,并对所述第一实时位置图像进行处理,得到所述第一实时位置图像中的所述第二检测装置和所述第三检测装置在所述第一检测装置的所述相机的第一图像坐标系中的实时位置坐标;
步骤S32,所述第二检测装置根据所述检测指令拍摄所述第一检测装置和所述第三检测装置的第二实时位置图像,并对所述第二实时位置图像进行处理,得到所述第二实时位置图像中的所述第一检测装置和所述第三检测装置在所述第二检测装置的所述相机的第二图像坐标系中的实时位置坐标;
步骤S33,所述第三检测装置根据所述检测指令拍摄所述第一检测装置和所述第二检测装置的第三实时位置图像,并对所述第三实时位置图像进行处理,得到所述第三实时位置图像中的所述第一检测装置和所述第二检测装置在所述第三检测装置的所述相机的第三图像坐标系中的实时位置坐标。
3.根据权利要求2所述的隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,所述步骤S5中,所述收敛检测结果包括第一收敛变形参数、第二收敛变形参数和第三收敛变形参数,其中:
所述第一收敛变形参数用于表示所述第二检测装置和所述第三检测装置之间的实时收敛变形情况;
所述第二收敛变形参数用于表示第一检测装置和所述第三检测装置之间的实时收敛变形情况;
所述第三收敛变形参数用于表示所述一检测装置和所述第二检测装置之间的实时收敛变形情况。
4.根据权利要求3所述的隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,所述第一收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D23用于表示所述第一收敛变形参数;
D13用于表示所述第二收敛变形参数;
D12用于表示所述第三收敛变形参数;
f1用于表示所述第一检测装置的相机镜头焦距;
α1用于表示所述第一检测装置的相机光轴与所述第三检测装置的中心点之间的夹角;
α2用于表示所述第一检测装置的相机光轴与所述第二检测装置的中心点之间的夹角;
V12用于表示所述第一图像坐标系中,所述第二检测装置的实时位置坐标到所述第一图像坐标系的中心点的垂直距离;
V13用于表示所述第一图像坐标系中,所述第三检测装置的实时位置坐标到所述第一图像坐标系的中心点的垂直距离。
5.根据权利要求3所述的隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,所述第二收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D13用于表示所述第二收敛变形参数;
D23用于表示所述第一收敛变形参数;
D12用于表示所述第三收敛变形参数;
f2用于表示所述第二检测装置的相机镜头焦距;
α3用于表示所述第二检测装置的相机光轴与所述第三检测装置的中心点之间的夹角;
α4用于表示所述第二检测装置的相机光轴与所述第二检测装置的中心点之间的夹角;
V21用于表示所述第二图像坐标系中,所述第一检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
V23用于表示所述第二图像坐标系中,所述第三检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离。
6.根据权利要求3所述的隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,所述第三收敛变形参数的计算公式如下:
其中:
D12用于表示所述第三收敛变形参数;
D13用于表示所述第二收敛变形参数;
D23用于表示所述第一收敛变形参数;
f3用于表示所述第三检测装置的相机镜头焦距;
α5用于表示所述第三检测装置的相机光轴与所述第一检测装置的中心点之间的夹角;
α6用于表示所述第三检测装置的相机光轴与所述第二检测装置的中心点之间的夹角;
V31用于表示所述第三图像坐标系中,所述第一检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离;
V32用于表示所述第三图像坐标系中,所述第二检测装置的实时位置坐标到所述第二图像坐标系的中心点的垂直距离。
7.根据权利要求1所述的隧道收敛变形的检测方法,其特征在于,所述步骤S3中,各所述检测装置进行拍摄之前,还包括根据所述检测指令将设置于所述检测装置上的LED灯点亮。
8.一种隧道收敛变形的检测系统,其特征在于,应用如权利要求1-7中任意一项所述的隧道收敛变形的检测方法,包括:至少三个检测装置,所述检测装置包括固定于所述检测断面的左侧壁的第一检测装置、固定于所述检测断面的右侧壁的第二检测装置以及固定于所述检测断面的拱顶的第三检测装置;
所述检测装置具体包括:
相机,设置于所述检测装置内部,用于进行照片拍摄得到固定于同一所述检测断面的其余所述检测装置的位置图像,所述位置图像包括初始位置图像和实时位置图像;
图像处理模块,连接所述相机,用于根据所述位置图像进行处理得到所述位置图像中的各所述检测装置的位置坐标,所述位置坐标包括初始位置坐标和实时位置坐标;
无线模块,连接所述图像处理模块,用于接收所述外部监控中心的所述检测信号,以及将所述图像处理模块处理得到的所述位置坐标发送至所述外部监控中心;
控制模块,分别所述无线模块和所述相机,用于根据所述无线模块接收的所述检测信号控制所述相机进行拍摄;
所述外部监控中心根据所述初始位置坐标处理得到所述检测断面的标准收敛参数,并根据对所述实时实时位置坐标以及所述标准收敛参数得到所述收敛检测结果。
9.根据权利要求8所述的隧道收敛变形的检测系统,其特征在于,所述检测装置还包括若干LED灯,设置于所述检测装置上且均匀分布于所述相机的周围;
所述控制模块连接所述LED灯,用于根据所述外部监控中心发送的所述检测指令控制所述LED灯点亮以便所述相机进行拍摄。
10.根据权利要求9所述的隧道收敛变形的检测系统,其特征在于,所述LED灯与所述相机位于所述检测装置的同一侧。
11.根据权利要求10所述的隧道收敛变形的检测系统,其特征在于,所述LED灯为4个。
12.根据权利要求7所述的隧道收敛变形的检测系统,其特征在于,所述外部监控中心与各所述检测装置通过物联网建立通讯连接。
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