CN112254706A - 路面沉降在线监测方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及安全监测技术领域，公开了一种路面沉降在线监测方法、系统、电子设备及存储介质，提高路面沉降监测的准确度和实时性，该路面沉降在线监测系统包括：至少一个第一检测装置，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件；至少一个第二检测装置，每个第二检测装置包括：分别设置在待监测路面两侧的安装杆上的第二光发射器和第二光检测组件、以及设置在待监测路面上的反射镜；数据处理装置，用于根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆以及候选第二检测装置，基于候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面是否发生沉降。

Description

路面沉降在线监测方法、系统、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及建筑监测技术领域，尤其涉及一种路面沉降在线监测方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

近年来随着地铁工程的迅猛发展，路基沉降成为施工过程以及完工后难以避免的安全问题。现有的路面沉降检测方法基本都是通过人工进行定时定期地排查，首先，人工进行检测的方法并不能做到实时监测，定期定时的排查可以发现不规则的沉降，但是却不能做到万无一失，而这些涉及到人民财产及生命安全的监测，是最应该做到万无一失的，能越早越快的发现问题，是监测任务的重中之重，其次监测人员的作业水平和工作态度对监测结果有着直接的影响，在某些地面坍塌事故中都是人为原因忽略了某些重要因素进而酿成大祸。

发明内容

本申请实施例提供一种路面沉降在线监测方法、系统、电子设备及存储介质，提高路面沉降监测的准确度和实时性。

一方面，本申请一实施例提供了一种路面沉降在线监测系统，包括：

至少一个第一检测装置，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件，所述第一光发射器用于向所述第一光检测组件发射第一光信号，所述第一光检测组件用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号并输出对应的第一光强信息，其中，安装杆分布在待监测路面的两侧；

至少一个第二检测装置，每个第二检测装置包括：第二光发射器、第二光检测组件和反射镜，或者每个第二检测装置包括设置在安装杆上的测距单元；其中，所述第二光发射器和所述第二光检测组件分别设置在所述待监测路面两侧的安装杆上，所述反射镜设置在所述待监测路面上，所述第二光发射器用于向所述反射镜发射第二光信号，以使所述第二光信号通过所述反射镜反射至所述第二光检测组件，所述第二光检测组件用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号并输出对应的第二光强信息；所述测距单元用于检测距所述待监测路面的距离值；

数据处理装置，用于根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆，并从所述至少一个第二检测装置中确定出安装在未沉降的安装杆上的候选第二检测装置，基于所述候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化或检测到的距离值，确定所述待监测路面是否发生沉降。

可选地，所述待监测路面两侧的一部分安装杆的底部具有基底，所述基底用于防止安装杆沉降。

可选地，第一检测装置中的第一光发射器安装在底部具有基底的安装杆上，第一光检测组件安装在底部不具有基底的安装杆上；或者，

第一检测装置中的第一光发射器安装在底部具有基底的安装杆上，第一光检测组件安装在底部不具有基底的安装杆上。

可选地，所述待监测路面两侧的另一部分安装杆的底部具有锥形结构，所述锥形结构用于加速安装杆的沉降；

所述数据处理装置还用于根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定底部具有锥形结构的安装杆的沉降距离，若所述沉降距离大于第一预设值，则生成表征所述待监测路面两侧的路面即将发生沉降的预警信息。

可选地，部分第二检测装置共用一个反射镜；

所述数据处理装置，具体用于针对任一反射镜，基于共用所述任一反射镜的至少两个候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面上所述任一反射镜所在位置是否发生沉降。

可选地，所述第一光检测组件包括光接收器阵列，所述光接收器阵列由多个光接收器排列组成，所述光接收器阵列用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号的光强分布，所述第一光强信息包括到达所述第一光检测组件的第一光信号的光强分布；

所述数据处理装置具体用于：针对任一第一检测装置，根据所述任一第一检测装置中的第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定所述任一第一检测装置中的第一光发射器所在的第一安装杆和所述任一第一检测装置中的第一光检测组件所在的第二安装杆之间的相对位移，根据所述相对位移确定所述第一安装杆和所述第二安装杆是否发生沉降以及沉降距离。

可选地，所述第二光检测组件包括光接收器阵列，所述光接收器阵列由多个光接收器排列组成，所述光接收器阵列用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号的光强中心点位置；

所述数据处理装置具体用于：针对任一候选第二检测装置，根据所述任一候选第二检测装置中的第二光检测组件输出的光强中心点位置的变化，确定所述任一候选第二检测装置中的反射镜所在路面的沉降距离。

一方面，本申请一实施例提供了一种路面沉降在线监测方法，包括：

根据至少一个第一检测装置输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆；其中，安装杆分布在待监测路面的两侧，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件，所述第一光发射器用于向所述第一光检测组件发射第一光信号，所述第一光检测组件用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号并输出对应的第一光强信息；

从至少一个第二检测装置中确定出第二光发射器和第二光检测组件均安装在未沉降的安装杆上的候选第二检测装置；其中，每个第二检测装置包括：第二光发射器、第二光检测组件和反射镜，所述第二光发射器和所述第二光检测组件分别设置在所述待监测路面两侧的安装杆上，所述反射镜设置在所述待监测路面上，所述第二光发射器用于向所述反射镜发射第二光信号，以使所述第二光信号通过所述反射镜反射至所述第二光检测组件，所述第二光检测组件用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号并输出对应的第二光强信息；

基于所述候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面是否发生沉降。

可选地，所述待监测路面两侧的一部分安装杆的底部具有基底，所述基底用于防止安装杆沉降，所述待监测路面两侧的另一部分安装杆的底部具有锥形结构，所述锥形结构用于加速安装杆的沉降；

所述方法还包括：根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定底部具有锥形结构的安装杆的沉降距离，若所述沉降距离大于第一预设值，则生成表征所述待监测路面两侧的路面即将发生沉降的预警信息。

可选地，部分第二检测装置共用一个反射镜；

所述基于所述候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面是否发生沉降，具体包括：

针对任一反射镜，基于共用所述任一反射镜的至少两个候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面上所述任一反射镜所在位置是否发生沉降。

可选地，所述第一光检测组件包括光接收器阵列，所述光接收器阵列由多个光接收器排列组成，所述光接收器阵列用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号的光强分布，所述第一光强信息包括到达所述第一光检测组件的第一光信号的光强分布；

所述根据至少一个第一检测装置输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆，具体包括：

针对任一第一检测装置，根据所述任一第一检测装置中的第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定所述任一第一检测装置中的第一光发射器所在的第一安装杆和所述任一第一检测装置中的第一光检测组件所在的第二安装杆之间的相对位移，根据所述相对位移确定所述第一安装杆和所述第二安装杆是否发生沉降以及沉降距离。

可选地，所述第二光检测组件包括光接收器阵列，所述光接收器阵列由多个光接收器排列组成，所述光接收器阵列用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号的光强中心点位置；

所述基于所述候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面是否发生沉降，具体包括：

针对任一候选第二检测装置，根据所述任一候选第二检测装置中的第二光检测组件输出的光强中心点位置的变化，确定所述任一候选第二检测装置中的反射镜所在路面的沉降距离。

一方面，本申请一实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。

一方面，本申请一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法的步骤。

一方面，本申请一实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述任一种TCP传输性能的控制的各种可选实现方式中提供的方法。

本申请实施例提供的路面沉降在线监测方法、系统、电子设备及存储介质，可通过第一检测装置对安装杆的沉降情况进行实时监测，从而确定出未发生沉降的安装杆，进而更准确地判定第二检测装置输出的信号变化是由于路面沉降还是安装杆沉降带来的；然后基于未发生沉降的安装杆上的第二检测装置，对待监测路面的沉降情况进行监测，以剔除安装杆沉降带来的误差，提高对路面沉降的监测准确度，同时网格化的监测方式可进一步提高检测精度。比外，与人工检测的方式相比，本申请的路面沉降在线监测系统可实现不间断的实时监测，保证第一时间发现路面沉降问题，降低路面坍塌的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种路面沉降在线监测系统的结构示意图；

图2A为本申请一实施例提供的路面沉降在线监测系统布设在待监测路面上的位置示意图；

图2B为本申请一实施例提供的路面沉降在线监测系统布设在待监测路面上的位置示意图；

图3为本申请一实施例提供的第一检测装置的安装示意图；

图4为本申请一实施例提供的第二检测装置的检测原理示意图；

图5为本申请一实施例提供的第二检测装置的一种安装方式的示意图；

图6为本申请一实施例提供的安装杆的安装方式的示意图；

图7a为本申请一实施例提供的圆形光接收器阵列的结构示意图；

图7b为本申请一实施例提供的矩形光接收器阵列的结构示意图；

图8a~图8c为本申请一实施例提供的光接收器阵列在不同时刻接收到的光强分布的示意图；

图9为本申请一实施例提供的多个第二检测装置共用一个反射镜的示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种路面沉降在线监测系统的结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的路面沉降在线监测系统布设在待监测路面上的位置示意图；

图12为本申请一实施例提供的路面沉降在线监测方法的流程示意图；

图13为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

为了方便理解，下面对本申请实施例中涉及的名词进行解释：

光发射器：可产生光信号的器件。本申请实施例中的光发射器可以是生成特定波段的光信号的激光器，激光的准直性好、亮度高、发散角小，可提高监测精度和准确度。本申请实施例中的光发射器也可以是普通的光源器件，如LED（Light-Emitting Diode，发光二极管），对于普通光源，可通过光学系统对发射的光信号进行聚焦处理，提高光信号的准直性。

光接收器：即光电传感器，是将光信号转换为电信号的一种器件，包括但不限于：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。本申请实施例中，可根据选择的光发射器发射的光信号的波段，选择对该波段敏感的光接收器。

为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。

参考图1，本申请实施例提供一种路面沉降在线监测系统10，包括至少一个第一检测装置11、至少一个第二检测装置12、以及数据处理装置13。其中，路面沉降在线监测系统10中的每个第一检测装置11包括第一光发射器111和第一光检测组件112，该第一光发射器111用于向第一光检测组件112发射第一光信号，该第一光检测组件112用于检测到达第一光检测组件112的第一光信号并输出对应的第一光强信息。路面沉降在线监测系统10中的每个第二检测装置12包括第二光发射器121、第二光检测组件122和反射镜123，第二光发射器121用于向反射镜123发射第二光信号，以使第二光信号通过反射镜123反射至第二光检测组件122，第二光检测组件122用于检测到达第二光检测组件122的第二光信号并输出对应的第二光强信息。

参考图2A，可在待监测路面的两侧设置多个安装杆14，这些安装杆14用于固定第一检测装置11和第二检测装置12，可在待监测路面上的不同位置设置多个反射镜123，每个反射镜123用于将对应的第二光发射器121发射的第二光信号反射至对应的第二光检测组件122上。同一个第一检测装置11中的第一光发射器111和第一光检测组件112分别设置在不同的安装杆14上，以达到检测不同安装杆14之间是否发生相对位移的目的。同一个第二检测装置12分别设置在待监测路面两侧的安装杆14上，位于待监测路面一侧的第二光发射器121向待监测路面上的反射镜123发射第二光信号，反射镜123将第二光信号反射至待监测路面另一侧的第二光检测组件122上，通过第二光检测组件122接收到的第二光信号的变化，检测反射镜123所在路面是否发生沉降。

具体实施时，第一检测装置11可通过有线或无线的通信方式，将检测的第一光强信息发送给数据处理装置13，第二检测装置12也可以通过有线或无线的通信方式，将检测的第二光强信息发送给数据处理装置13。实际应用中，可设置一个或多个第一检测装置11，一个或多个第二检测装置12，具体数量可根据待监测路面的长度、宽度等确定。

数据处理装置13用于根据第一光检测组件112输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆14，并从至少一个第二检测装置12中确定出安装在未沉降的安装杆14上的候选第二检测装置，基于候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面是否发生沉降。其中，若一个第二检测装置12中的第二光发射器121和第二光检测组件122均安装在未沉降的安装杆14上，则确定该第二检测装置12安装在未沉降的安装杆14，否则认为该第二检测装置12安装在沉降的安装杆14上。

具体地，数据处理装置13接收各个第一检测装置11发送的第一光强信息，根据各个第一检测装置11发送的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆14。其中，第一光强信息可包括光强值、光强分布等信息，数据处理装置13预先存储了各个第一光发射器111和各个第一光检测组件112与所在安装杆14的对应关系。以图3中的两个安装杆14为例，安装杆14-1上安装了第一光发射器111，安装杆14-2上安装对应的第一光检测组件112，若第一光检测组件112输出的光强值未发生变化或变化幅度未超过预设幅值，则确定安装杆14-1和安装杆14-2未沉降；若安装杆14-2上的第一光检测组件112输出的光强值减小的幅度超过预设幅值，则可以确定安装杆14-1和安装杆14-2发生了沉降；或者，若安装杆14-2上的第一光检测组件112输出的光强中心点位置的向下偏移，则确定安装杆14-1沉降，若安装杆14-2上的第一光检测组件112输出的光强中心点位置的向上偏移，则确定安装杆14-2沉降。

具体地，数据处理装置13还预先存储了各个第二检测装置12中的第二光发射器121和第二光检测组件122与所在安装杆14的对应关系，数据处理装置13可根据该对应关系，确定出候选第二检测装置，例如，若同一个第二检测装置12中的第二光发射器121和第二光检测组件122都安装在未沉降的安装杆14上，则将该第二检测装置12确定为候选第二检测装置。数据处理装置13接收各个第二检测装置12发送的第二光强信息，基于候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面是否发生沉降。其中，第二光强信息可包括光强值、光强分布等信息。

以图4为例，当待监测路面未发生沉降时，第二光发射器121发射的第二光信号经反射镜123反射后，射到第二光检测组件122上的A点。当待监测路面发生沉降（即待监测路面位于图4中虚线位置处）时，待监测路面上的反射镜123也会随之下沉至虚线位置处，此时第二光发射器121发射的第二光信号经反射镜123反射后，射到第二光检测组件122上的B点。因此，若第二光检测组件122检测到对应的第二光信号的光强中心点位置向下偏移，则确定反射镜123所在的路面发生了沉降。

参考图5，具体实施时，一个安装杆14上可安装多个第二检测装置12中的第二光发射器121，这多个第二光发射器121分别向不同位置的反射镜123发射第二光信号，以检测路面上不同位置处的沉降，实现网格化的监测，这多个第二光发射器121对应的第二光检测组件122可安装在同一个安装杆14上，也可以安装在不同的安装杆14上，各个第二光发射器121的具体安装位置根据反射镜123的位置确定。

路面沉降在线监测系统中的每个第一光发射器111、第一光检测组件112、第二光发射器121、第二光检测组件122、反射镜123以及安装杆14都具有唯一的编号，并记录了各个器件的具体安装位置，方便进行故障定位。

基于本申请实施例提供的路面沉降在线监测系统，可通过第一检测装置11对安装杆14的沉降情况进行实时监测，从而确定出未发生沉降的安装杆14，进而更准确地判定第二检测装置12输出的信号变化是由于路面沉降还是安装杆14沉降带来的；然后基于未发生沉降的安装杆14上的第二检测装置12，对待监测路面的沉降情况进行监测，以剔除安装杆14沉降带来的误差，提高对路面沉降的监测准确度，同时网格化的监测方式可进一步提高检测精度。比外，与人工检测的方式相比，本申请的路面沉降在线监测系统可实现不间断的实时监测，保证第一时间发现路面沉降问题，降低路面坍塌的概率。

参考图6，待监测路面两侧的安装杆14中的一部分安装杆14的底部具有基底141，基底141用于防止安装杆14沉降。例如，安装杆14底部的基底141可以是面积较大的平板，以增加基底141与地面的接触面积，防止这部分安装杆14因地面沉降而发生沉降，排除安装杆14沉降带来的检测误差，进一步提高路面沉降在线监测系统的检测准确度。

具体地，数据处理装置13可以以底部具有基底141的安装杆14为基准，来确定不具有基底141的安装杆14是否发生沉降。

基于此，第一检测装置11中的第一光发射器111安装在底部具有基底141的安装杆14上，第一光检测组件112安装在底部不具有基底141的安装杆14上；或者，第一检测装置11中的第一光发射器111安装在底部具有基底141的安装杆14上，第一光检测组件112安装在底部不具有基底141的安装杆14上。

例如，待监测路面一侧的安装杆14的底部具有基底141，另一侧的安装杆14的底部不具有基底141，此时，第一检测装置11中的第一光发射器111均安装在同一侧的安装杆14上，第一光检测组件112均安装在另一侧的安装杆14上，具体布设方式可参考图2B。

又如，在待监测路面一侧的安装杆14中，具有基底141的安装杆14和不具有基底141的安装杆14交替排列，此时，同一第一检测装置11中的第一光发射器111和第一光检测组件112分别安装在位于待监测路面同一侧的两个相邻的安装杆14上，具体布设方式可参考图2A。

进一步地，待监测路面两侧的另一部分安装杆14的底部具有锥形结构，锥形结构用于加速安装杆14的沉降，即不具有基底141的安装杆14的底部可以制成锥形，以加快这类安装杆14的沉降速度。

基于此，数据处理装置13还用于根据第一光检测组件112输出的第一光强信息的变化，确定底部具有锥形结构的安装杆14的沉降距离，若沉降距离大于第一预设值，则生成表征待监测路面两侧的路面即将发生沉降的预警信息。其中，第一预设值可根据实际应用场景和需求进行设定，此处不做限定。

具体实施时，第一光检测组件112可包括光接收器阵列，该7a由多个光接收器排列组成，参考图7a和图7b，多个光接收器可排列成圆形阵列或矩形阵列，此处不作限定。光接收器阵列用于检测到达第一光检测组件112的第一光信号的光强分布，即第一光检测组件112输出的第一光强信息包括到达第一光检测组件112的第一光信号的光强分布。当安装第一光检测组件112的安装杆14未沉降时，位于光接收器阵列中央的光接收器检测到的光强最强；当安装第一光检测组件112的安装杆14沉降时，光接收器阵列中位于上方的光接收器检测到的光强最强。

基于此，数据处理装置13具体用于：针对任一第一检测装置11，根据任一第一检测装置11中的第一光检测组件112输出的光强分布的变化，确定任一第一检测装置11中的第一光发射器111所在的第一安装杆14和任一第一检测装置11中的第一光检测组件112所在的第二安装杆14之间的相对位移，根据相对位移确定第一安装杆14和第二安装杆14是否发生沉降以及沉降距离。

具体地，数据处理装置13可根据第一光检测组件112中各个光接收器检测到的光强，确定光强中心点位置，例如将输出光强最强的光接收器所在位置确定为光强中心点位置，根据光强中心点位置的变化，确定第一光发射器111所在的第一安装杆14和第一光检测组件112所在的第二安装杆14之间的相对位移，根据相对位移确定第一安装杆14或第二安装杆14的沉降距离。例如，第一安装杆14底部具有基底141，第二安装杆14底部没有基底141，则以第一安装杆14为基准，若第一光检测组件112上的光强中心点位置向上移动，则第二安装杆14沉降，沉降的距离为光强中心点位置上移的距离。在该实施方式中，可通过增加第一光检测组件112中光接收器的排布密度，来提高沉降距离的检测精度。

具体实施时，数据处理装置13还可以确定第一光检测组件112中各个光接收器输出的光强和最大光强的比值，以获得各个光接收器的光强占比，基于各个光接收器的光强占比，确定沉降距离，其中，最大光强为光接收器位于光信号中心时输出的光强。其中，第一光发射器111发射的第一光信号在第一光检测组件112上形成一个圆形光斑，圆形光斑上任意一点x的光强I_x=I₀×k/rⁿ，其中，I₀为圆形光斑中心处的光强，r为点x距离圆形光斑中心（光强中心点）的距离，k和n为系数，需根据圆形光斑满足的能量分布方式确定。基于各个光接收器的光强占比，可判断出更细微的位移变化，并确定出具体的移动距离。在此实施方式中，可利用较少的光接收器实现高精度的沉降距离检测。

以图8a~图8c中的光接收器阵列为例，图8a显示的是初始时刻的光强分布，第一光发射器111输出的光信号位于光接收器阵列的中心，中间的光接收器701-1输出的光强为I ₀。图8b显示的是T1时刻的光强分布，光接收器701-1输出的光强变小，光接收器701-2输出的光强变大，表示第二安装杆14沉降，此时光接收器701-1输出的光强为I ₁，则光接收器701-1到光强中心点的距离为

，即第二安装杆14的沉降距离为d ₁。进一步地，根据3个光接收器输出的光强，即可确定标识物上的光强中心点，进而确定第二安装杆14的沉降距离，图8c显示的是T2时刻的光强分布，光接收器701-1输出的光强是I ₁，光接收器701-2输出的光强是I ₂，光接收器701-3输出的光强是I ₃，则可以确定光接收器701-1到光强中心点702的距离为

，光接收器701-2到光强中心点702的距离为

，光接收器701-3到光强中心点702的距离为

，光接收器701-1的坐标为（x ₁,y ₁），光接收器701-2的坐标为（x ₂,y ₂），光接收器701-1的坐标为（x ₃,y ₃），设此时光强中心点702的坐标为（x _c ,y _c ），则求解以下方程即可获得光强中心点702的坐标（x _c ,y _c ）：

进而根据坐标（x _c ,y _c ）和（x ₁,y ₁）即可获得第二安装杆14在竖直方向的沉降距离。此外，根据坐标（x _c ,y _c ）和（x ₁,y ₁）还能计算出第二安装杆14的倾斜角度θ，并在θ超过预设角度后，由数据处理装置13输出相应地告警信息，以提醒相关人员对第二安装杆14进行检查和维护。

底部具有锥形结构的安装杆14比待监测路面更容易发生沉降，从而更早发现待监测路面两侧路面的未来可能发生的沉降，起到提前预警的作用。

具体实施时，第二光检测组件122也可包括光接收器阵列，光接收器阵列由多个光接收器排列组成，具体排列方式可参考图7a、图7b，光接收器阵列用于检测到达第二光检测组件122的第二光信号的光强中心点位置。

基于此，数据处理装置13具体用于：针对任一候选第二检测装置，根据任一候选第二检测装置中的第二光检测组件122输出的光强中心点位置的变化，确定任一候选第二检测装置中的反射镜123所在路面的沉降距离。其中，第二光检测组件122输出的光强中心点的确定方法可参考第一光检测组件112确定光强中心点的方式，不再赘述，进而根据坐标（x _c ,y _c ）和（x ₁,y ₁），即可获得第二光检测组件122上的第二光信号的光强中心点位置在竖直方向移动的距离，即图对应图4中A点和B点之间的距离d，根据几何关系可确定反射镜123所在路面的沉降距离为d/2。

在上述任一实施方式的基础上，路面沉降在线监测系统10包括多个第二检测装置12，多个第二检测装置12中的部分第二检测装置12共用一个反射镜123。以图9为例，第二光发射器121-1、第二光检测组件122-1和反射镜123组成一个第二检测装置12，第二光发射器121-2、第二光检测组件122-2和反射镜123组成一个第二检测装置12，第二光发射器121-3、第二光检测组件122-3和反射镜123组成一个第二检测装置12，即3个第二检测装置12共用一个反射镜123。

基于此，数据处理装置13具体用于针对任一反射镜123，基于共用任一反射镜123的至少两个候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面上任一反射镜123所在位置是否发生沉降。

具体实施时，若某一反射镜123只对应一个候选第二检测装置，则数据处理装置13根据该候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面上任一反射镜123所在位置是否发生沉降。若某一反射镜123没有对应的候选第二检测装置，且这样的情况连续发生的次数超过预设次数，则数据处理装置13可输出针对该情况的告警信息，以提醒相关人员对设备进行检查和维护。

以图9为例，若共用反射镜123的3个第二检测装置12所在的安装杆14均未沉降，则分别根据每个第二检测装置12输出的第二光强信息的变化，计算沉降距离，以获得3个沉降距离值，求3个沉降距离值的平均值，作为反射镜123所在路面的沉降距离。若第二光发射器121-1和第二光检测组件122-1所在的安装杆14发生沉降，则分别根据其余两个第二检测装置12输出的第二光强信息的变化，计算沉降距离，以获得2个沉降距离值，求2个沉降距离值的平均值，作为反射镜123所在路面的沉降距离。

多个第二检测装置12共用一个反射镜123，以对同一监测点进行多次监测，提高系统冗余度，进而提高监测准确度。

参考图10，本申请实施例提供另一种路面沉降在线监测系统100，包括至少一个第一检测装置101、至少一个第二检测装置102、以及数据处理装置103。其中，第一检测装置101包括第一光发射器1011和第一光检测组件1012，第一光发射器1011和第一光检测组件1012的具体结构、功能以及安装方式可参考第一检测装置101，不再赘述。

实际应用中，可设置一个或多个第一检测装置101，一个或多个第二检测装置102，具体数量可根据待监测路面的长度、宽度等确定。

参考图11，路面沉降在线监测系统100中的每个第二检测装置102包括测距单元1021，测距单元1021设置在待监测路面两侧的安装杆14上，测距单元1021用于检测距待监测路面的距离值。具体地，测距单元可以是激光测距仪，激光测距仪向待监测路面发射激光，并接收待监测路面返回的激光，根据激光飞行时间计算距待监测路面的距离值。而安装杆14的具体结构和布设方式同样可参考路面沉降在线监测系统10，不再赘述。

数据处理装置103用于根据第一光检测组件1012输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆14，并从多个第二检测装置102中确定出安装在未沉降的安装杆14上的候选第二检测装置，基于候选第二检测装置检测到的距离值，确定待监测路面是否发生沉降。参考图11，当待监测路面未发生沉降时，测距单元1021检测到的距离值为L₁，当待监测路面发生沉降（即待监测路面位于图11中虚线位置处）时，测距单元1021检测到的距离值为L₂，ΔL=L₂-L₁，假设测距单元1021发射的激光与待监测路面之间的夹角为β，则待监测路面的沉降距离D=ΔLsinβ。

具体实施时，一个安装杆14上可安装一个或多个测距单元1021，一个安装杆14上的多个测距单元1021分别向待监测路面上的不同位置发射激光，以检测路面上不同位置处的沉降，实现网格化的监测。

路面沉降在线监测系统100中的每个第一光发射器1011、第一光检测组件1012、测距单元1021以及安装杆14都具有唯一的编号，并记录了各个器件的具体安装位置，方便进行故障定位。

实际应用中，还可以在待监测路面上设置高反光材料制成的反射装置，用以提高待监测路面反射激光的能力。

基于本申请实施例提供的路面沉降在线监测系统100，可通过第一检测装置101对安装杆14的沉降情况进行实时监测，从而确定出未发生沉降的安装杆14，进而更准确地判定第二检测装置102检测到的距离变化是由于路面沉降还是安装杆14沉降带来的；然后基于未发生沉降的安装杆14上的第二检测装置102，对待监测路面的沉降情况进行监测，以剔除安装杆14沉降带来的误差，提高对路面沉降的监测准确度，同时网格化的监测方式可进一步提高检测精度。比外，与人工检测的方式相比，本申请的路面沉降在线监测系统可实现不间断的实时监测，保证第一时间发现路面沉降问题，降低路面坍塌的概率。

如图12所示，基于上述任一实施方式中的路面沉降在线监测系统10，本申请实施例还提供了一种路面沉降在线监测方法，可应用于上述路面沉降在线监测系统10中的数据处理装置13，具体包括如下步骤：

S1201、根据至少一个第一检测装置输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆。

其中，安装杆分布在待监测路面的两侧，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件，第一光发射器用于向第一光检测组件发射第一光信号，第一光检测组件用于检测到达第一光检测组件的第一光信号并输出对应的第一光强信息。

S1202、从至少一个第二检测装置中确定出第二光发射器和第二光检测组件均安装在未沉降的安装杆上的候选第二检测装置。

其中，每个第二检测装置包括：第二光发射器、第二光检测组件和反射镜，第二光发射器和第二光检测组件分别设置在待监测路面两侧的安装杆上，反射镜设置在待监测路面上，第二光发射器用于向反射镜发射第二光信号，以使第二光信号通过反射镜反射至第二光检测组件，第二光检测组件用于检测到达第二光检测组件的第二光信号并输出对应的第二光强信息。

S1203、基于候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面是否发生沉降。

可选地，待监测路面两侧的一部分安装杆的底部具有基底，基底用于防止安装杆沉降，待监测路面两侧的另一部分安装杆的底部具有锥形结构，锥形结构用于加速安装杆的沉降。基于此，本申请实施例的路面沉降在线监测方法还可以包括如下步骤：根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定底部具有锥形结构的安装杆的沉降距离，若沉降距离大于第一预设值，则生成表征待监测路面两侧的路面即将发生沉降的预警信息。

可选地，多个第二检测装置中的部分第二检测装置可共用一个反射镜。基于此，步骤S1203具体包括：针对任一反射镜，基于共用任一反射镜的至少两个候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定待监测路面上任一反射镜所在位置是否发生沉降。

可选地，第一光检测组件包括光接收器阵列，光接收器阵列由多个光接收器排列组成，光接收器阵列用于检测到达第一光检测组件的第一光信号的光强分布，第一光强信息包括到达第一光检测组件的第一光信号的光强分布。基于此，步骤S1201具体包括：针对任一第一检测装置，根据任一第一检测装置中的第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定任一第一检测装置中的第一光发射器所在的第一安装杆和任一第一检测装置中的第一光检测组件所在的第二安装杆之间的相对位移，根据相对位移确定第一安装杆和第二安装杆是否发生沉降以及沉降距离。

可选地，第二光检测组件包括光接收器阵列，光接收器阵列由多个光接收器排列组成，光接收器阵列用于检测到达第二光检测组件的第二光信号的光强中心点位置。基于此，步骤S1203具体包括：针对任一候选第二检测装置，根据任一候选第二检测装置中的第二光检测组件输出的光强中心点位置的变化，确定任一候选第二检测装置中的反射镜所在路面的沉降距离。

更为具体实施方式可参考数据处理装置13的执行逻辑，不再赘述。

基于上述任一实施方式中的路面沉降在线监测系统100，本申请实施例还提供了另一种路面沉降在线监测方法，可应用于上述路面沉降在线监测系统100中的数据处理装置103，具体包括如下步骤：根据至少一个第一检测装置输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆；从至少一个第二检测装置中确定出安装在未沉降的安装杆上的候选第二检测装置；基于候选第二检测装置输出的距待监测路面的距离值，确定待监测路面是否发生沉降。

其中，安装杆分布在待监测路面的两侧，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件，第一光发射器用于向第一光检测组件发射第一光信号，第一光检测组件用于检测到达第一光检测组件的第一光信号并输出对应的第一光强信息。每个第二检测装置包括测距单元，测距单元设置在待监测路面两侧的安装杆上，测距单元用于检测距待监测路面的距离值。

可选地，待监测路面两侧的一部分安装杆的底部具有基底，基底用于防止安装杆沉降，待监测路面两侧的另一部分安装杆的底部具有锥形结构，锥形结构用于加速安装杆的沉降。基于此，本申请实施例的路面沉降在线监测方法还可以包括如下步骤：根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定底部具有锥形结构的安装杆的沉降距离，若沉降距离大于第一预设值，则生成表征待监测路面两侧的路面即将发生沉降的预警信息。

可选地，第一光检测组件包括光接收器阵列，光接收器阵列由多个光接收器排列组成，光接收器阵列用于检测到达第一光检测组件的第一光信号的光强分布，第一光强信息包括到达第一光检测组件的第一光信号的光强分布。基于此，针对任一第一检测装置，根据任一第一检测装置中的第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定任一第一检测装置中的第一光发射器所在的第一安装杆和任一第一检测装置中的第一光检测组件所在的第二安装杆之间的相对位移，根据相对位移确定第一安装杆和第二安装杆是否发生沉降以及沉降距离。

更为具体实施方式可参考数据处理装置103的执行逻辑，不再赘述。

本申请实施例提的路面沉降在线监测方法与上述路面沉降在线监测系统采用了相同的发明构思，能够取得相同的有益效果，在此不再赘述。

基于与上述路面沉降在线监测方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备具体可以为桌面计算机、便携式计算机、智能手机、平板电脑、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、服务器等。如图13所示，该电子设备130可以包括处理器1301和存储器1302。

处理器1301可以是通用处理器，例如中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DigitalSignal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器1302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器（Random Access Memory，RAM）、静态随机访问存储器（Static Random Access Memory，SRAM）、可编程只读存储器（Programmable Read Only Memory，PROM）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、带电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器1302还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；上述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于：移动存储设备、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁性存储器（例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘（MO）等）、光学存储器（例如CD、DVD、BD、HVD等）、以及半导体存储器（例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器（NAND FLASH）、固态硬盘（SSD））等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁性存储器（例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘（MO）等）、光学存储器（例如CD、DVD、BD、HVD等）、以及半导体存储器（例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器（NAND FLASH）、固态硬盘（SSD））等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种路面沉降在线监测系统，其特征在于，包括：

至少一个第一检测装置，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件，所述第一光发射器用于向所述第一光检测组件发射第一光信号，所述第一光检测组件用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号并输出对应的第一光强信息，其中，安装杆分布在待监测路面的两侧；

至少一个第二检测装置，每个第二检测装置包括：第二光发射器、第二光检测组件和反射镜，或者每个第二检测装置包括设置在安装杆上的测距单元；其中，所述第二光发射器和所述第二光检测组件分别设置在所述待监测路面两侧的安装杆上，所述反射镜设置在所述待监测路面上，所述第二光发射器用于向所述反射镜发射第二光信号，以使所述第二光信号通过所述反射镜反射至所述第二光检测组件，所述第二光检测组件用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号并输出对应的第二光强信息；所述测距单元用于检测距所述待监测路面的距离值；

数据处理装置，用于根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆，并从所述至少一个第二检测装置中确定出安装在未沉降的安装杆上的候选第二检测装置，基于所述候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化或检测到的距离值，确定所述待监测路面是否发生沉降。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待监测路面两侧的一部分安装杆的底部具有基底，所述基底用于防止安装杆沉降。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

第一检测装置中的第一光发射器安装在底部具有基底的安装杆上，第一光检测组件安装在底部不具有基底的安装杆上；或者，

第一检测装置中的第一光发射器安装在底部具有基底的安装杆上，第一光检测组件安装在底部不具有基底的安装杆上。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待监测路面两侧的另一部分安装杆的底部具有锥形结构，所述锥形结构用于加速安装杆的沉降；

所述数据处理装置还用于根据第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定底部具有锥形结构的安装杆的沉降距离，若所述沉降距离大于第一预设值，则生成表征所述待监测路面两侧的路面即将发生沉降的预警信息。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，部分第二检测装置共用一个反射镜；

所述数据处理装置，具体用于针对任一反射镜，基于共用所述任一反射镜的至少两个候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面上所述任一反射镜所在位置是否发生沉降。

6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光检测组件包括光接收器阵列，所述光接收器阵列由多个光接收器排列组成，所述光接收器阵列用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号的光强分布，所述第一光强信息包括到达所述第一光检测组件的第一光信号的光强分布；

所述数据处理装置具体用于：针对任一第一检测装置，根据所述任一第一检测装置中的第一光检测组件输出的第一光强信息的变化，确定所述任一第一检测装置中的第一光发射器所在的第一安装杆和所述任一第一检测装置中的第一光检测组件所在的第二安装杆之间的相对位移，根据所述相对位移确定所述第一安装杆和所述第二安装杆是否发生沉降以及沉降距离。

7.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述第二光检测组件包括光接收器阵列，所述光接收器阵列由多个光接收器排列组成，所述光接收器阵列用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号的光强中心点位置；

所述数据处理装置具体用于：针对任一候选第二检测装置，根据所述任一候选第二检测装置中的第二光检测组件输出的光强中心点位置的变化，确定所述任一候选第二检测装置中的反射镜所在路面的沉降距离。

8.一种路面沉降在线监测方法，包括：

根据至少一个第一检测装置输出的第一光强信息的变化，确定出未沉降的安装杆；其中，安装杆分布在待监测路面的两侧，每个第一检测装置包括：分别设置在不同安装杆上的第一光发射器和第一光检测组件，所述第一光发射器用于向所述第一光检测组件发射第一光信号，所述第一光检测组件用于检测到达所述第一光检测组件的第一光信号并输出对应的第一光强信息；

从至少一个第二检测装置中确定出第二光发射器和第二光检测组件均安装在未沉降的安装杆上的候选第二检测装置；其中，每个第二检测装置包括：第二光发射器、第二光检测组件和反射镜，所述第二光发射器和所述第二光检测组件分别设置在所述待监测路面两侧的安装杆上，所述反射镜设置在所述待监测路面上，所述第二光发射器用于向所述反射镜发射第二光信号，以使所述第二光信号通过所述反射镜反射至所述第二光检测组件，所述第二光检测组件用于检测到达所述第二光检测组件的第二光信号并输出对应的第二光强信息；

基于所述候选第二检测装置输出的第二光强信息的变化，确定所述待监测路面是否发生沉降。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求8所述方法的步骤。

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