CN111551915B - 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 - Google Patents
一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111551915B CN111551915B CN202010523070.0A CN202010523070A CN111551915B CN 111551915 B CN111551915 B CN 111551915B CN 202010523070 A CN202010523070 A CN 202010523070A CN 111551915 B CN111551915 B CN 111551915B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bridge
- laser ranging
- laser
- gear
- bridge deck
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 7
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 241000282376 Panthera tigris Species 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4813—Housing arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，包括激光测距仪、旋转机构以及平衡连接机构；激光测距仪包括激光测距组件，激光测距组件包括外壳以及设置在外壳前端的的激光发射器和激光接收器；旋转机构包括旋转台、控制旋转台旋转的第一齿轮组、分别与激光测距组件固定连接的微转平台以及控制微转平台旋转的第二齿轮组。本发明通过第一齿轮组整体调整所有激光测距组件的倾斜角度θ，通过第二齿轮组调整单个激光测距组件的倾斜角度θ，通过整体和单个激光测距组件运动相结合的方式测得激光测距仪在同一倾斜角度时，桥面高度的变化，实时多点监测大桥桥面高度的变化，以便采取及时措施，实现了大桥的实时检测与预警。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁检测技术领域，特别是涉及一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法。
背景技术
随着经济的发展，公路、铁路交通在国民经济和人民生活中扮演越来越重要的角色。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。
随着人们对桥梁安全性、耐久性的日益关注，一些重点工程桥梁需要对桥梁的实际运营情况进行定期检测，为工程设计提供实验数据，为验证桥梁设计时的结构分析、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究桥梁结构及其在复杂环境中的未知或不确定性问题。同时，通过对桥梁结构状态的定期检测和评估，可以在桥梁运营情况异常时发出预警信号，为桥梁维护维修和管理决策提供依据。
2020年5月5日虎门大桥的桥面出现波浪式起伏的事件，引起了人们对类似于虎门大桥这类大跨度桥梁安全的关注。如何实时地监测该类大桥桥面高度的实时变化情况，直接关系到桥梁及通行车辆的安全，存在着重大的人身和财产安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实时监测大桥桥面高度的变化，以便采取及时措施，有效实现大桥的实时检测与预警。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，包括激光测距仪、旋转机构以及连接所述激光测距仪和旋转机构的平衡连接机构；
所述激光测距仪包括两组以上的激光测距组件，所述激光测距组件包括外壳以及设置在所述外壳前端的的激光发射器和激光接收器；
所述旋转机构包括旋转台、控制所述旋转台旋转的第一齿轮组、分别与所述外壳固定连接的微转平台以及控制所述微转平台旋转的第二齿轮组；所述微转平台与旋转台轴接，且所述微转平台间隔布置在所述旋转台的周向上；
所述平衡连接机构包括固定设置在所述外壳下方的固定圆台，所述固定圆台底端固定设置有套筒，所述微转平台上设置有容纳所述套筒旋转的圆环形凹槽；所述固定圆台与微转平台之间设置有锁止组件和两组以上柱塞组件。
优选的，所述第一齿轮组包括与所述旋转台固定轴接的第一齿轮以及与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮连接有第一步进电机的输出轴。
优选的，所述第二齿轮组包括与所述微转平台固定轴接的第三齿轮以及与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮，所述第四齿轮连接有第二步进电机的输出轴。
优选的，所述锁止组件包括固定设置在所述固定圆台下端的“n”型锁止销，所述微转平台上开设有容纳所述锁止销旋转的第一空腔，所述第一空腔底端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧固定连接有挤压台，所述锁止销设置在远离第一弹簧的一侧。
优选的，每组所述柱塞组件包括柱塞和第二弹簧，所述固定圆台下端开设有容纳所述柱塞和第二弹簧的第二空腔，所述第二弹簧的一端与柱塞固定连接，所述第二弹簧的另一端与第二空腔内部端面固定连接；所述微转平台上开设有容纳所述柱塞的第三空腔，所述第三空腔内固定设置有第三弹簧。
一种基于激光测距的大桥桥面高度监测方法，其应用所述的基于激光测距的大桥桥面高度监测装置进行，包括以下步骤:
步骤a.确定检测装置的安装位置，将安装位置设定为A；测量安装位置A与大桥桥面之间的高度差，将高度差设定为h；并测量大桥的总体长度,将大桥长度设定为L；
步骤b.根据安装位置A、高度差h以及大桥长度L，计算出大桥两端相对于安装位置A之间的角度区间,根据每组激光测距组件可以测量的角度范围，确定激光测距组件需要的组数，并将其安装到旋转机构上；
步骤c.将旋转机构固定安装在安装位置，并进行角度调整，使所有激光测距组件的测量点覆盖整个或者部分大桥；
步骤d.在大桥未收到车流、风等因素的影响时，且激光测距组件在不同倾斜角度θ的情况下，通过激光测距组件测量安装位置A与大桥相对应点之间的距离，设定大桥上相对应的点为B,则大桥点B到安装位置A的距离为LAB；
步骤e.在大桥在车流、风等因素的影响下，激光测距组件在倾斜角度为θ的情况下，从点A射向点B的激光束由于桥面的变化，激光反射点由B点变化到B′点，点B′到安装位置A的距离为LAB′；对应着距离变化了BB′＝d＝LAB-LAB′；
步骤f.设定桥面高度变化了x，通过公式
计算桥面高度的相对变化x，
步骤g.根据激光测距组件在不同角度θ下测得的对应点的距离变化，计算出激光测距组件在不同角度θ下对应点的高度变化；
步骤h.根据计算结果绘制出桥面高度变化随桥面位置变化的实时曲线，用于监测桥面高度变化。
优选的，步骤a中的安装位置A可以选择在桥梁的桥塔顶端、桥梁附近超高层建筑顶端或者是桥梁附近的山顶上。
优选的，步骤d和步骤e中通过第一齿轮组整体调整所有激光测距组件的倾斜角度θ，通过第二齿轮组调整单个激光测距组件的倾斜角度θ。
本发明公开了以下技术效果：本发明通过第一齿轮组整体调整所有激光测距组件的倾斜角度θ，通过第二齿轮组调整单个激光测距组件的倾斜角度θ，通过整体和单个激光测距组件运动相结合的方式测得激光测距仪在同一倾斜角度时，桥面高度之间的变化，并通过公式计算处桥面的高度变化，与此同时多点同时测量，数据更多，减少因数据少导致的偏差，实时监测大桥桥面高度的变化，以便采取及时措施，有效实现大桥的实时检测与预警。
本发明通过平衡连接机构中的套筒、锁止机构以及柱塞机构实现将激光测距仪与旋转机构可拆卸连接，连接方式简单方便，同时利用锁止机构和柱塞机构中的多个弹簧的势能，提高了激光测距仪的平衡稳定性，从而提高检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明检测装置结构示意图；
图2为本发明检测装置俯视图；
图3为本发明检测装置仰视图；
图4为本发明激光测距组件结构示意图；
图5为图4中C的局部放大图；
图6为本发明检测装置安装位置示意图；
图7为本发明各部件相对位置关系示意图。
其中，1为外壳，2为激光发射器，3为激光接收器，4为旋转台，5为微转平台，6为第一齿轮，7为第二齿轮，8为第一步进电机，9为第三齿轮，10为第四齿轮，11为第二步进电机，12为固定圆台，13为套筒，14为第二空腔，15为第二弹簧，16为柱塞，17为锁止销，18为圆环形凹槽，19为第三空腔，20为第一弹簧，21为挤压台，22为固定凸肩，23为第一空腔，24为第三弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-7，本发明提供一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法，包括激光测距仪、旋转机构以及连接激光测距仪和旋转机构的平衡连接机构。
所述激光测距仪包括两组以上的激光测距组件，所述激光测距组件包括外壳1以及设置在所述外壳1前端的的激光发射器2和激光接收器3；激光测距仪利用激光对目标的距离进行准确测定，激光测距仪在工作时通过激光发射器2向目标射出一束很细的激光，由激光接收器3接收目标反射的激光束，测定激光束从发射到接收的时间，计算出从激光测距仪到目标的距离。
所述旋转机构包括旋转台4、控制所述旋转台4旋转的第一齿轮组、分别与所述激光测距组件固定连接的微转平台5以及控制所述微转平台5旋转的第二齿轮组；所述微转平台5与旋转台4轴接，微转平台5可以在旋转台4上旋转运动，且所述微转平台5间隔布置在所述旋转台4的周向上，但是位于不同微转平台5上的激光测距组件不会发生干涉。
所述第一齿轮组包括与所述旋转台4固定轴接的第一齿轮6以及与所述第一齿轮6相啮合的第二齿轮7，所述第二齿轮7连接有第一步进电机8的输出轴。所述第一齿轮6与第二齿轮7的齿数比为60:1通过第一齿轮6与第二齿轮7之间的传动比，更能精确的获得旋转台4的转动角度，使后期测量更加准确。通过第一齿轮组实现了旋转台4的旋转，从而带动所有激光测距组件发生旋转。
所述第二齿轮组包括与所述微转平台5固定轴接的第三齿轮9以及与所述第三齿轮9相啮合的第四齿轮10，所述第四齿轮10连接有第二步进电机11的输出轴。所述第三齿轮9与第四齿轮10的齿数比为10:1，通过第二步进电机11带动第四齿轮10运动，从而实现第三齿轮9与其固定连接的微转平台5旋转，同时利用齿数比获得更精确的转动角度。通过第二齿轮组实现微转平台5的旋转，从而实现单个激光测距组件的旋转。
平衡连接机构包括固定设置在外壳1下方的固定圆台12，固定圆台12底端固定设置有套筒13，微转平台5上设置有容纳套筒13旋转的圆环形凹槽18；固定圆台12与微转平台5之间设置有锁止组件和两组以上柱塞组件。锁止组件包括固定设置在固定圆台12下端的“n”型锁止销17，微转平台5上开设有容纳锁止销17旋转的第一空腔23，第一空腔23底端固定连接有第一弹簧20，第一弹簧20固定连接有挤压台21，锁止销17设置在远离第一弹簧20的一侧，第一空腔23内设置有限制“n”型锁止销17运动的固定凸肩22。每组柱塞组件包括柱塞16和第二弹簧15，固定圆台12下端开设有容纳柱塞和第二弹簧的第二空腔14，第二弹簧15的一端与柱塞16固定连接，第二弹簧15的另一端与第二空腔14内部端面固定连接；微转平台5上开设有容纳柱塞16的第三空腔19，第三空腔19内固定设置有第三弹簧24。在安装外壳1的过程中，第二空腔14与第三空腔19为处于对应状态，锁止销17与固定凸肩22上的通孔处于对应位置，将锁止销17插入第一空腔23，之后旋转外壳1当到达制定位置时，柱塞16进入第三空腔19实现外壳1的径向锁止，锁止销17下端结构在第一弹簧20的作用下，与固定凸肩22相配合，达到锁止的功能。
一种基于激光测距的大桥桥面高度监测方法，包括以下步骤:
步骤a.确定检测装置的安装位置，将安装位置设定为A；测量安装位置A与大桥桥面之间的高度差，将高度差设定为h；并测量大桥的总体长度,将大桥长度设定为L；安装位置A可以选择在桥梁的桥塔顶端、桥梁附近超高层建筑顶端或者是桥梁附近的山顶上，这些位置地势比较高，可以更好的测量整个桥梁或者部分桥梁的桥面的高度。
步骤b.根据安装位置A、高度差h以及大桥长度L，计算出大桥两端相对于安装位置A之间的角度区间,根据每组激光测距组件可以测量的角度范围，确定激光测距组件需要的组数，并将其安装到旋转机构上。
步骤c.将旋转机构固定安装在安装位置，并进行角度调整，使所有激光测距组件的测量点覆盖整个或者部分大桥。
步骤d.在大桥未收到车流、风等因素的影响时，且激光测距组件在不同倾斜角度θ的情况下，通过激光测距组件测量安装位置A与大桥相对应点之间的距离，设定大桥上相对应的激光反射点为B,则大桥激光反射点B到安装位置A的距离为LAB；
步骤e.在大桥在车流、风等因素的影响下，激光测距组件在倾斜角度为θ的情况下，从点A射向点B的激光束由于桥面的变化，激光反射点由B点变化到B′点，点B′到安装位置A的距离为LAB′；对应着距离变化了BB′＝d＝LAB-LAB′；由于安装位置A到桥面激光反射点B之间的距离要远远的大于桥面高度自身的变化，近似认为点B′在AB连线之间。
步骤f.设定桥面高度变化了x，通过公式
计算桥面高度的相对变化x，
步骤g.根据激光测距组件在不同角度θ下测得的对应点的距离变化，计算出激光测距组件在不同角度θ下对应点的高度变化；
步骤h.根据计算结果绘制出桥面高度变化随桥面位置变化的实时曲线，用于监测桥面高度变化。
步骤d和步骤e中通过第一齿轮组整体调整所有激光测距组件的倾斜角度θ，通过第二齿轮组调整单个激光测距组件的倾斜角度θ，通过整体运动和单个激光测距组件相结合的方式测得激光测距仪在同一倾斜角度时，桥面高度之间的变化，测量的点更多，数据不易出现偏差。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置，其特征在于：包括激光测距仪、旋转机构以及连接所述激光测距仪和旋转机构的平衡连接机构；
所述激光测距仪包括两组以上的激光测距组件，所述激光测距组件包括外壳(1)以及设置在所述外壳(1)前端的激光发射器(2)和激光接收器(3)；
所述旋转机构包括旋转台(4)、控制所述旋转台(4)旋转的第一齿轮组、分别与所述外壳(1)固定连接的微转平台(5)以及控制所述微转平台(5)旋转的第二齿轮组；所述微转平台(5)与旋转台(4)轴接，且所述微转平台(5)间隔布置在所述旋转台(4)的周向上；
所述平衡连接机构包括固定设置在所述外壳下方的固定圆台(12)，所述固定圆台(12)底端固定设置有套筒(13)，所述微转平台(5)上设置有容纳所述套筒(13)旋转的圆环形凹槽(18)；所述固定圆台(12)与微转平台(5)之间设置有锁止组件和两组以上柱塞组件；
所述第一齿轮组包括与所述旋转台(4)固定轴接的第一齿轮(6)以及与所述第一齿轮(6)相啮合的第二齿轮(7)，所述第二齿轮(7)连接有第一步进电机(8)的输出轴；
所述第二齿轮组包括与所述微转平台(5)固定轴接的第三齿轮(9)以及与所述第三齿轮(9)相啮合的第四齿轮(10)，所述第四齿轮(10)连接有第二步进电机(11)的输出轴；
每组所述柱塞组件包括柱塞(16)和第二弹簧(15)，所述固定圆台(12)下端开设有容纳所述柱塞和第二弹簧的第二空腔(14)，所述第二弹簧(15)的一端与柱塞(16)固定连接，所述第二弹簧(15)的另一端与第二空腔(14)内部端面固定连接；所述微转平台(5)上开设有容纳所述柱塞(16)的第三空腔(19)，所述第三空腔(19)内固定设置有第三弹簧(24)。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置，其特征在于：所述锁止组件包括固定设置在所述固定圆台(12)下端的“n”型锁止销(17)，所述微转平台(5)上开设有容纳所述锁止销(17)旋转的第一空腔(23)，所述第一空腔(23)底端固定连接有第一弹簧(20)，所述第一弹簧(20)固定连接有挤压台(21)，所述锁止销(17)设置在远离第一弹簧(20)的一侧。
3.一种基于激光测距的大桥桥面高度监测方法，其应用权利要求1-2任一项所述的基于激光测距的大桥桥面高度监测装置进行，其特征在于：包括以下步骤:
步骤a.确定检测装置的安装位置，将安装位置设定为A；测量安装位置A与大桥桥面之间的高度差，将高度差设定为h；并测量大桥的总体长度,将大桥长度设定为L；
步骤b.根据安装位置A、高度差h以及大桥长度L，计算出大桥两端相对于安装位置A之间的角度区间,根据每组激光测距组件可以测量的角度范围，确定激光测距组件需要的组数，并将其安装到旋转机构上；
步骤c.将旋转机构固定安装在安装位置，并进行角度调整，使所有激光测距组件的测量点覆盖整个或者部分大桥；
步骤d.在大桥未受到车流、风因素的影响时，且激光测距组件在不同倾斜角度θ的情况下，通过激光测距组件测量安装位置A与大桥相对应点之间的距离，设定大桥上相对应的点为B,则大桥点B到安装位置A的距离为LAB；
步骤e.在大桥在车流、风因素的影响下，激光测距组件在倾斜角度为θ的情况下，从点A射向点B的激光束由于桥面的变化，激光反射点由B点变化到B′点，点B′到安装位置A的距离为LAB′；对应着距离变化了BB′＝d＝LAB-LAB′；
步骤f.设定桥面高度变化了x，通过公式
计算桥面高度的相对变化x，
步骤g.根据激光测距组件在不同角度θ下测得的对应点的距离变化，计算出激光测距组件在不同角度θ下对应点的高度变化；
步骤h.根据计算结果绘制出桥面高度变化随桥面位置变化的实时曲线，用于监测桥面高度变化。
4.根据权利要求3所述的一种基于激光测距的大桥桥面高度监测方法，其特征在于：步骤a中的安装位置A选择在桥梁的桥塔顶端、桥梁附近超高层建筑顶端或者是桥梁附近的山顶上。
5.根据权利要求3所述的一种基于激光测距的大桥桥面高度监测方法，其特征在于：步骤d和步骤e中通过第一齿轮组整体调整所有激光测距组件的倾斜角度θ，通过第二齿轮组调整单个激光测距组件的倾斜角度θ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010523070.0A CN111551915B (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 |
| LU500241A LU500241B1 (en) | 2020-06-10 | 2020-10-10 | Device and method for monitoring the height of bridge deck based on laser ranging |
| PCT/CN2020/120067 WO2021248756A1 (zh) | 2020-06-10 | 2020-10-10 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010523070.0A CN111551915B (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111551915A CN111551915A (zh) | 2020-08-18 |
| CN111551915B true CN111551915B (zh) | 2024-04-23 |
Family
ID=71999263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010523070.0A Active CN111551915B (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111551915B (zh) |
| LU (1) | LU500241B1 (zh) |
| WO (1) | WO2021248756A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109916309B (zh) * | 2019-03-04 | 2024-04-26 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种基于激光测距的地表裂缝监测装置及方法 |
| CN111551915B (zh) * | 2020-06-10 | 2024-04-23 | 广东海洋大学 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 |
| CN114485456B (zh) * | 2021-12-17 | 2024-03-15 | 永信和瑞工程咨询有限公司 | 一种基坑监测用深度测量装置及其测量方法 |
| CN115388812B (zh) * | 2022-10-27 | 2023-05-02 | 成都量芯集成科技有限公司 | 一种光电式电钻测量装置的测量方法 |
| CN116929220B (zh) * | 2023-07-20 | 2024-04-09 | 山西路桥智慧交通信息科技有限公司 | 一种桥梁施工测量装置 |
| CN117093842B (zh) * | 2023-08-31 | 2024-03-19 | 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 | 一种地质变形体上病险桥梁监测需求评估方法及系统 |
| CN117038534B (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-12 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 测距机构及取放装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI0700868A (pt) * | 2007-03-02 | 2008-10-21 | Goulart Christian Elias Tanajura | sistema laser anticolisão para proteção de túneis, pontes e viadutos |
| CN108827158A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-16 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种大跨径桥梁主塔偏位激光监测装置及方法 |
| CN109099853A (zh) * | 2018-10-29 | 2018-12-28 | 河南交院工程技术有限公司 | 一种道路、桥梁塌陷变形测量装置 |
| CN208780147U (zh) * | 2018-10-26 | 2019-04-23 | 大冶市恒广勘测有限公司 | 一种多功能变形监测装置 |
| CN110398266A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-01 | 中铁一局集团第四工程有限公司 | 桥面施工放样用监测装置及方法 |
| CN210321618U (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-14 | 闫伟 | 桥梁箱梁位移在线检测系统 |
| CN212410853U (zh) * | 2020-06-10 | 2021-01-26 | 广东海洋大学 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545286B1 (en) * | 1999-11-03 | 2003-04-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method and apparatus for water level determination |
| CN102636364B (zh) * | 2012-04-01 | 2015-04-15 | 周志祥 | 车载桥面形态-结构安全监测系统及检测方法 |
| CN103175510B (zh) * | 2013-03-13 | 2015-06-03 | 华中科技大学 | 一种自动调平调向智能激光断面仪 |
| CN104807413A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 周瑞山 | 自定位道路监测设备 |
| CN104197851B (zh) * | 2014-08-18 | 2017-11-07 | 重庆交通大学 | 车载桥面形态‑结构安全检测系统及方法 |
| CN109239723A (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-18 | 深圳市安思科电子科技有限公司 | 一种高精度激光测距设备 |
| KR101972767B1 (ko) * | 2019-01-10 | 2019-04-29 | 주식회사 다산컨설턴트 | 교량 안전진단용 연단거리 측정장치 |
| CN111551915B (zh) * | 2020-06-10 | 2024-04-23 | 广东海洋大学 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 |
-
2020
- 2020-06-10 CN CN202010523070.0A patent/CN111551915B/zh active Active
- 2020-10-10 LU LU500241A patent/LU500241B1/en active IP Right Grant
- 2020-10-10 WO PCT/CN2020/120067 patent/WO2021248756A1/zh active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI0700868A (pt) * | 2007-03-02 | 2008-10-21 | Goulart Christian Elias Tanajura | sistema laser anticolisão para proteção de túneis, pontes e viadutos |
| CN108827158A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-16 | 中铁大桥科学研究院有限公司 | 一种大跨径桥梁主塔偏位激光监测装置及方法 |
| CN208780147U (zh) * | 2018-10-26 | 2019-04-23 | 大冶市恒广勘测有限公司 | 一种多功能变形监测装置 |
| CN109099853A (zh) * | 2018-10-29 | 2018-12-28 | 河南交院工程技术有限公司 | 一种道路、桥梁塌陷变形测量装置 |
| CN110398266A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-01 | 中铁一局集团第四工程有限公司 | 桥面施工放样用监测装置及方法 |
| CN210321618U (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-14 | 闫伟 | 桥梁箱梁位移在线检测系统 |
| CN212410853U (zh) * | 2020-06-10 | 2021-01-26 | 广东海洋大学 | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LU500241B1 (en) | 2021-12-23 |
| WO2021248756A1 (zh) | 2021-12-16 |
| CN111551915A (zh) | 2020-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111551915B (zh) | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置及方法 | |
| CN105136115B (zh) | 一种自动测量隧道断面变形的方法与装置 | |
| CN105372442B (zh) | 一种列车测速方法、处理器及列车测速系统 | |
| US20180164093A1 (en) | Apparatus and methods for monitoring movement of physical structures by laser deflection | |
| CN102662083B (zh) | 一种基于gps速度信息的加速度计标定方法 | |
| CN208721024U (zh) | 一种基于微波干涉的二维面形变监测系统 | |
| CN101718799B (zh) | 确定风速的方法和装置 | |
| US20050203697A1 (en) | Automatic verification of sensing devices | |
| CN109579785A (zh) | 一种建筑物沉降的监测系统及数据分析方法 | |
| CN105865418A (zh) | 一种智能的建筑物倾斜检测预警装置及检测方法 | |
| CN105927213B (zh) | 一种钻孔灌注桩成孔垂直度精准测量装置及其测量方法 | |
| CN204434006U (zh) | 一种电梯运行中的安全保障装置 | |
| CN205691106U (zh) | 一种智能的建筑物倾斜检测预警装置 | |
| CN111623719A (zh) | 用于监测建筑物形变和沉降的激光网监测系统及监测方法 | |
| CN101886916A (zh) | 围岩内部变形光学观测装置 | |
| CN110500983A (zh) | 一种电梯导轨综合参数检测评价方法及检测系统 | |
| CN212410853U (zh) | 一种基于激光测距的大桥桥面高度监测装置 | |
| CN110940324A (zh) | 一种房屋倾斜监测预警系统 | |
| CN110132161A (zh) | 一种基于桥梁跨中应变测量跨中挠度的方法 | |
| CN106066163A (zh) | 一种堆垛机与立体货架垂直度的在线监测方法 | |
| CN210690825U (zh) | 一种基于激光测距仪的两点式车辆参数测量装置 | |
| CN209978817U (zh) | 一种高精度远程测变位的多次反射式测量装置 | |
| KR101571938B1 (ko) | 열차 제어 시스템 | |
| CN113340268A (zh) | 基于gnss和倾角传感器的路面沉降监测系统及方法 | |
| CN115184742B (zh) | 一种用于变电站的光学监测角测量仪器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |