CN112815863B - 形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，形变监测系统包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器和与预设水平面垂直设置的凸透镜，垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离，激光成像面板用以基于凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板的激光位置计算形变监测点的形变量。仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了成本，适合大范围监测使用。

Description

形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质

技术领域

本申请涉及工程测量技术领域，具体而言，涉及一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质。

背景技术

形变监测是测量工程中的一项重要工作，对人工建筑物如大楼、路基、桥墩、大坝等进行形变监测可以判定该建筑物的使用是否存在安全隐患，有助于安全管理和运行维护，对自然界结构体如坡体、沉降面、危岩体等进行形变监测可以判定监测区域是否存在地质灾害隐患，有助于防灾减灾。

现阶段，通常采用地基监测手段，包括全球导航卫星系统（Global NavigationSatellite System，GNSS）形变监测、全站仪形变监测等。其中，GNSS技术通过采集形变监测点多时相的三维空间位置信息，获取其绝对型变量值，全站仪形变监测利用预设控制点上布设的全站仪对形变监测点上安装的光学棱镜发射脉冲激光进行测距，同时记录照准角度等，从而反算出形变监测点的三维坐标信息。

然而，GNSS形变监测需要在每一个单独的形变监测点上建立GNSS观测墩，所需的设备费用昂贵且后期维护需要投入巨大的人力物力，不适合大范围应用，而全站仪监测由于需要人工现场操作，人力投入相应增加。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，以解决现有技术中形变监测需要投入巨大的人力物力的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请一实施例提供了一种形变监测系统，包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板；

所述激光成像面板和所述激光监测仪垂直正对设置；

其中，所述激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器，以及与所述预设水平面垂直设置的凸透镜；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离；

所述多个激光发射器发射的多个平行激光束经所述凸透镜折射后相交于所述凸透镜的焦点；

所述激光成像面板用以基于所述凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间所述多个激光束在所述激光成像面板的激光位置计算所述形变监测点的形变量。

可选地，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器；

所述中心激光发射器发射的中心激光束与所述激光监测仪的中心轴共线，且穿过所述凸透镜的光心点。

可选地，所述激光成像面板为栅格面板，用以标定所述多个激光束的激光位置。

第二方面，本申请另一实施例提供了一种形变监测方法，应用于第一方面所述的形变监测系统，所述方法包括：

获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，其中，所述激光监测仪为第一方面任一项所述的激光监测仪；

获取第二时间所述多个激光束在所述激光成像面板的第二位置；

根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量。

可选地，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器以及下视激光发射器；

所述多个激光束包括：所述上视激光发射器发射的上视激光束经所述凸透镜折射后的目标上视激光束，所述中心激光发射器发射的中心激光束经所述凸透镜折射后的目标中心激光束，以及所述下视激光发射器发射的下视激光束经所述凸透镜折射后的目标下视激光束；

所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置；其中，所述第一维度为所述激光监测仪的发射方向所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，所述第二时间所述中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置；

所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第一预设条件，则确定所述形变监测点在所述第一维度上存在形变分量；

根据所述第一时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第一位置和所述第一时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第一位置，计算所述第一时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第一距离；

根据所述第二时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第二位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第二位置，计算所述第二时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第二距离；

计算所述第一距离和所述第二距离之间的距离差；

根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量；

其中，所述第一预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同。

可选地，所述根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量，包括：

获取所述上视激光发射器、所述下视激光发射器分别与所述中心激光发射器之间距离的距离和；

计算所述距离差和所述距离和的比值；

将所述比值和所述凸透镜的焦距的乘积作为所述形变监测点在所述第一维度上的所述形变量。

可选地，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置；其中，所述第二维度为与所述第一维度所对应的平面垂直、且与预设水平面平行的平面所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置；

所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第二预设条件，则确定所述形变监测点在所述第二维度上存在形变分量；

计算所述目标中心激光束在所述第二维度的第一位置和所述目标中心激光束在所述第二维度的第二位置之间的第三距离；

将所述第三距离作为所述形变监测点在所述第二维度上的所述形变量；

其中，所述第二预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同。

可选地，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置；其中，所述第三维度与所述预设水平面垂直、且与所述第一维度所对应的平面垂直的平面所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上的第三维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置；

所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第三预设条件，则确定所述形变监测点在所述第三维度上存在形变分量；

计算所述第一时间所述目标中心激光束在所述第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述第三维度的第二位置之间的第四距离；

将所述第四距离作为所述形变监测点在所述第三维度上的所述形变量；

其中，所述第三预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同。

第三方面，本申请另一实施例提供了一种形变计算设备，包括处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当形变计算设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行上述第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本申请另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一所述的方法。

本申请提供了一种形变监测系统、形变监测方法、形变计算设备及存储介质，形变监测系统包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，激光成像面板和激光监测仪垂直正对设置，其中，激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器，以及与预设水平面垂直设置的凸透镜；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离，多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后相交于凸透镜的焦点，激光成像面板用以基于凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板的激光位置计算形变监测点的形变量。在本申请中，仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了人力物力成本，适合大范围监测使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的形变监测系统的结构示意图一；

图2示出了本申请实施例提供的形变监测系统的结构示意图二；

图3示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图一；

图4示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图一；

图5示出了本申请实施例提供的激光监测仪测量的顶视图；

图6示出了本申请实施例提供的激光监测仪测量的侧视图；

图7示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图二；

图8示出了本申请实施例提供的x轴方向的形变量的示意图；

图9示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图二；

图10示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图三；

图11示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图三；

图12示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图四；

图13示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图四；

图14示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图五；

图15示出了本申请实施例提供的形变监测装置的结构示意图；

图16示出了本申请实施例提供的形变计算设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。

形变监测是测量工程中的一项重要工作。针对人工建筑物如大楼、路基、桥墩、大坝等的形变监测可以掌握这类建筑物的形变量，判定该建筑物的使用是否存在安全隐患，有助于安全管理和运行维护；针对自然界结构体如坡体、沉降面、危岩体等进行形变监测可以判定监测区域是否存在地质灾害隐患，有助于防灾减灾。

目前，常用的形变监测手段可按照监测平台大致划分为天、空、地三类。其中，天基监测技术主要有干涉雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR）和光学遥感解译，空基技术包括了近年来大范围应用的倾斜摄影测量和航空激光雷达（LaserRadar，LiDAR）技术。InSAR技术凭借其全天时、全天候、范围广、面状覆盖等优势可对大范围的测区进行形变监测，但受其自身成像几何的局限以及雷达影像固有的时空失相干等特性的影响，InSAR技术在对城市建筑物密集区域以及非城区植被覆盖多、地形起伏大的区域进行监测时均无法获取较好的成果。光学遥感解译技术凭借近年来高分辨率的卫星影像发布同样较多地应用于地表形变的解译，但其技术主要用于对较大规模的地表变化进行变化检测，而对于地表微小形变很难进行识别，因此该技术通常应用于较大范围地表变化的定性分析。空基形变监测中，无论是无人机倾斜摄影测量还是航空LiDAR技术都可以快速获取测区内的地表三维模型，通过多期数据的对比理论上可以得出地表的形变，但受限于测量精度目前还无法满足微小形变的监测。

综上，针对微小形变的高精度监测方法中，天基、空基形变监测技术均无法满足，因此通常主要使用地基监测手段，包括全球导航卫星系统（Global Navigation SatelliteSystem，GNSS）形变监测、全站仪形变监测等。

GNSS技术通过采集监测点多时相的三维空间位置信息，获取其绝对型变量值。这种手段精度高、时效性强，但该技术需要在每一个单独的监测点上建立GNSS观测墩，并架设GNSS天线、接收机，如需无人值守并连续监测则还得额外增加太阳能电板、蓄电池、数据传输设备等，所需的设备费用昂贵且后期维护需要投入的人力物力巨大，并且GNSS测量中还需要测区的周边环境满足一定要求，如无多路径效应的影响、可接收卫星信号等。在实际生产中通常顾及投入成本因素，仅针对重点区域进行监测，难以大范围推广使用。全站仪监测利用控制点上布设的全站仪对监测点上安装的光学棱镜发射脉冲激光进行测距，同时记录照准角度等，从而反算出监测点的三维坐标信息，相比于GNSS监测该种技术手段投入的设备费用相对较低，但由于需要人工现场操作，人力投入相应增加。而在此基础上进一步发展的测量机器人（即自动全站仪）可以集自动目标识别、自动照准、自动测角与测距、自动目标跟踪、自动记录于一体，自动化程度高，但设备费用和后期使用维护费用高昂。

基于此，本申请提供了一种形变监测系统，包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，在预设控制点上，只架设激光监测仪，不同于全站仪需要发射脉冲激光并配合内置的距离量测系统计算到目标点的距离，该激光监测仪仅需要发射激光束，无其它设备模块，制作成本低，结构简单便于维护；在形变监测点上，也无需复杂的光学棱镜反射激光，而是只需一块可对激光束成像的激光成像面板。因此，本申请提供的形变监测系统仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了人力物力，适合大范围监测使用。

下面结合几个具体实施例对本申请提供的形变监测系统进行详细说明。

图1示出了本申请实施例提供的形变监测系统的结构示意图一，如图1所示，形变监测系统包括：设置在预设控制点的激光监测仪10和设置在形变监测点的激光成像面板20。

激光成像面板20和激光监测仪10垂直正对设置；

其中，激光监测仪10包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器11，以及与预设水平面垂直设置的凸透镜12；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器11的垂直距离为预设距离。

多个激光发射器11发射的多个平行激光束（图1以三个平行激光束为例）经凸透镜12折射后相交于凸透镜12的焦点F。

其中，凸透镜12是根据光的折射原理制成的，凸透镜2是中央较厚，边缘较薄的透镜，图1还示出了凸透镜12的焦距面30。

激光成像面板20用以基于凸透镜12折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板20的激光位置计算形变监测点的形变量。

其中，在预设控制点设置激光监测仪10，在形变监测点设置激光成像面板20，预设控制点可以根据实际观测情况而定，形变监测点可以位于待监测的结构体上的一个监测点，待监测的结构体例如可以为大楼，那么形变监测点例如可以设置在大楼的楼角，本实施例对预设控制点和形变监测点的具体位置不做特别限定。

激光成像面板20和激光监测仪10垂直正对设置，也即激光成像面板20和激光监测仪10垂直，且正对激光监测仪10。

激光监测仪10包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器11，以及与预设水平面垂直设置的凸透镜12，垂直方向上相邻设置的两个激光发射器11的垂直距离为预设距离，也就是说，多个激光发射器11中相邻设置的两个激光发射器11的垂直距离为预设距离，预设距离标记为c。

其中，每个激光发射器11发射的激光束为平行激光束，多个激光发射器11发射的多个平行激光束经凸透镜12折射后相交于凸透镜12的焦点F。

需要说明的是，凸透镜12用以对多个激光发射器11发射的多个平行激光束进行折射。

激光成像面板20用以基于凸透镜12折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板20的激光位置计算形变监测点的形变量，也就是说，利用激光监测仪10向激光成像面板20发射激光束，多个激光发射器11发射的多个平行激光束经凸透镜12折射后得到多个激光束，多个激光束入射到激光成像面板20，在激光成像面板上可以呈现出多个激光点，这样，形变计算设备可以根据不同时间的多个激光束在激光成像面板20的激光位置计算形变监测点的形变量。

需要说明的是，多个激光束在激光成像面板20的激光位置可以为多个激光点在激光成像面板20的位置。

由于激光成像面板20设置在形变监测点，那么当激光成像面板20上多个激光束的激光位置发生变化时，说明形变监测点存在形变，该形变例如可以包括形变监测点相对于预设控制点变远或变近、形变监测点相对于预设控制点发生左移或右移、形变监测点相对于预设控制点发生沉降或抬升，具体可以根据参考下面方法实施例所示的几种情况。

在图1中，凸透镜12的光心面50到激光发射面40之间的距离标记为k，其中，凸透镜12的光心点O为凸透镜12的光心面50的圆心，激光发射面40可以为多个激光发射器11的发射出口所在的平面。

本实施例的形变监测系统，包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板，激光成像面板和激光监测仪垂直正对设置，其中，激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器，以及与预设水平面垂直设置的凸透镜；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离，多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后相交于凸透镜的焦点，激光成像面板用以基于凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间多个激光束在激光成像面板的激光位置计算形变监测点的形变量。在本申请中，仅需要满足预设控制点和形变监测点之间可通视，即可基于激光监测仪和激光成像面板实现形变监测，硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护，节省了人力物力成本，适合大范围监测使用。

可选地，多个激光发射器包括：从远离预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器。下面结合图2实施例进行说明，图2示出了本申请实施例提供的形变监测系统的结构示意图二，如图2所示，多个激光发射器11包括：从远离预设水平面依次平行设置的上视激光发射器111、中心激光发射器112、下视激光发射器113。

也就是说，从上到下依次平行设置有上视激光发射器111、中心激光发射器112、下视激光发射器113，上视激光发射器111、下视激光发射器113分别与中心激光发射器112的距离相等，标记为c。

中心激光发射器112发射的中心激光束与激光监测仪10的中心轴共线，且穿过凸透镜12的光心点O。

上视激光发射器111发射的上视激光束、中心激光发射器112发射的中心激光束、以及下视激光发射器113发射的下视激光束平行共面，上视激光发射器111发射的上视激光束经凸透镜12折射后的得到目标上视激光束，下视激光发射器113发射的下视激光束经凸透镜12折射后的得到目标下视激光束，且目标上视激光束、目标下视激光束以及中心激光发射器112发射的中心激光束相交于凸透镜12的焦点F，其中，凸透镜12的焦距标记为f。

也就是说，基于凸透镜12折射之后入射的多个激光束包括目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束。

需要说明的是，由于中心激光发射器112发射的中心激光束穿过凸透镜12的光心点O，那么经凸透镜12折射后得到的目标中心激光束和中心激光束的方向一致，即均平行于预设水平面。

可选地，激光成像面板为栅格面板，用以标定多个激光束的激光位置。

图3示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图一，如图3所示，栅格面板可以按照标准刻度划分为网格状，刻度单元可以根据实际需求自定义，例如可以为毫米、厘米、分米等，本实施例对此不做特别限定。

由于栅格面板上标注有刻度单元，因此栅格面板可以用以辅助标定多个激光束的激光位置，进而通过几何关系即可获取形变监测点准确、可靠的三维形变量。

需要说明的是，栅格面板的材质可根据实际需求选择，例如可以为金属材质、塑料材质，本实施例对此不做特别限定。

本实施例的形变监测系统，多个激光发射器包括：从远离预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器，中心激光发射器发射的中心激光束与激光监测仪的中心轴共线，且穿过凸透镜的光心点。通过上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器即可实现形变监测，投入的硬件成本低廉、结构简单、便于安装维护。

基于上述实施例描述的形变监测系统，下面结合几个具体实施例对形变监测方法进行详细说明。

图4示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图一，本实施例的执行主体可以为形变计算设备，例如可以为终端设备、服务器，本实施例对此不做特别限定。

如图4所示，该方法可以包括：

S100、获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置。

S200、获取第二时间多个激光束在激光成像面板的第二位置。

S300、根据第一位置和第二位置，计算形变监测点的形变量。

为确定结构体是否存在形变，可以在形变监测点设置激光成像面板，在预设控制点设置激光监测仪，其中，激光监测仪为上述形变监测系统所示的激光监测仪。激光监测仪用以发射多个平行激光束，经过凸透镜折射后可以确定多个激光束在激光成像面板上的激光位置，也就是说，可以通过监测不同时间多个激光束在激光成像面板上的激光位置的变化，来计算形变监测点的形变量。

在本实施例中，获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，以及第二时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第二位置，然后根据第一位置和第二位置，计算形变监测点的形变位置。

需要说明的是，若第一位置和第二位置相同，说明形变监测点未发生形变，若第一位置和第二位置不同，说明形变监测点发生形变，那么可以根据第一位置和第二位置计算形变监测点的形变量。

其中，形变监测点发生形变的情况可以包括以下几种情况：第一种、形变监测点相对于预设控制点变远或变近，第二种、形变监测点相对于预设控制点发生左移或右移，第三种、形变监测点相对于预设控制点发生沉降或抬升，第四种、形变监测点相对于预设控制点变远或变近、且形变监测点相对于预设控制点发生左移或右移、且形变监测点相对于预设控制点发生沉降或抬升。

本实施例的形变监测方法，包括：获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，获取第二时间多个激光束在激光成像面板的第二位置，根据第一位置和第二位置，计算形变监测点的形变量。在本实施例中，进行形变测量时并未采用绝对测量的方式，而是通过精确测量多个激光束在激光成像面板上的空间位置变化来计算形变监测点的形变量，提高了形变测量的精确度。

可选地，激光成像面板为栅格面板，图5示出了本申请实施例提供的激光监测仪测量的顶视图，图6示出了本申请实施例提供的激光监测仪测量的侧视图。

如图5、图6所示，激光监测仪发射的三个平行激光束经凸透镜折射后的三个激光束，即目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束入射到栅格面板上，由于中心激光发射器发射的中心激光束穿过凸透镜的光心点，那么经凸透镜折射后得到的目标中心激光束和中心激光束的方向一致，即均平行于预设水平面，而目标上视激光束和目标下视激光束相对于上视激光束、下视激光束方向发生了变化。

其中，中心激光发射器发射的中心激光束与激光监测仪的中心轴共线。

形变监测点相对预设控制点发生的形变位移可投影至三维空间分量，其中，中心激光束所在的方向为第一维度对应的方向，即x轴方向，对应的形变位移为形变监测点沿着观测方向（即相对于预设控制点）变远或变近；垂直于水平面的方向为第三维度对应的方向，即z轴方向，对应的形变位移为形变监测点出现沉降或抬升；垂直于x轴和z轴所在平面的方向为第二维度对应的方向，即y轴方向，对应的形变位移为形变监测点相对预设控制点左移或右移。

示例性地，多个激光发射器包括：从远离预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器以及下视激光发射器。

多个激光束包括：上视激光发射器发射的上视激光束经凸透镜折射后的目标上视激光束，中心激光发射器发射的中心激光束经凸透镜折射后的目标中心激光束，以及下视激光发射器发射的下视激光束经凸透镜折射后的目标下视激光束。

第一位置包括：第一时间目标上视激光束在激光成像面板上第一维度的第一位置，第一时间目标中心激光束在激光成像面板上第一维度的第一位置，以及第一时间目标下视激光束在激光成像面板上第一维度的第一位置。其中，第一维度为激光监测仪的发射方向所对应的维度。

第二位置包括：第二时间目标上视激光束在激光成像面板上第一维度的第二位置，第二时间中心激光束在激光成像面板上第一维度的第二位置，以及第二时间目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置。

图7示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图二，如图7所示，步骤S300可以包括：

S301、若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束满足第一预设条件，则确定形变监测点在第一维度上存在形变分量。

其中，第一维度为激光监测仪的发射方向所对应的维度，也就是说，激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束的方向所对应的维度，若形变监测点在第一维度上存在形变分量，说明形变监测点相对于预设控制点变远或变近，参见图3、图4，第一维度标记为x轴方向。

其中，第一预设条件包括如下条件中的至少一个：第一时间目标上视激光束在激光成像面板上第一维度的第一位置和第二时间目标上视激光束在激光成像面板上第一维度的第二位置不同、第一时间目标下视激光束在激光成像面板上第一维度的第一位置和第二时间目标下视激光束在激光成像面板上第一维度的第二位置不同、第一时间目标中心激光束在激光成像面板上第一维度的第一位置和第二时间目标中心激光束在激光成像面板上第一维度的第二位置不同。

也就是说，只要目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束中的至少一个满足在第一时间于第一维度的第一位置和在第二时间于第一维度的第二位置不同，那么可以确定形变监测点在第一维度上存在形变分量。

S302、根据第一时间目标上视激光束在第一维度的第一位置和第一时间目标下视激光束在第一维度的第一位置，计算第一时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度上的第一距离。

S303、根据第二时间目标下视激光束在第一维度的第二位置和第二时间目标下视激光束在第一维度的第二位置，计算第二时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度上的第二距离。

S304、计算第一距离和第二距离之间的距离差。

S305、根据距离差，计算形变监测点在第一维度上的形变量。

将第一时间目标上视激光束在第一维度的第一位置和第一时间目标下视激光束在第一维度的第一位置的距离差，作为第一时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度的第一距离。

将第二时间目标上视激光束在第一维度的第二位置和第二时间目标下视激光束在第一维度的第二位置的距离差，作为第二时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度的第二距离。

然后计算第一距离和第二距离之间的距离差，根据距离差，计算形变监测点在第一维度上的形变量，也就是说，基于目标上视激光束和目标下视激光束在不同时间的距离计算形变监测点在第一维度上的形变量。

可选地，步骤S304可以包括：

获取上视激光发射器、下视激光发射器分别与中心激光发射器之间距离的距离和；

计算距离差和距离和的比值；

将比值和凸透镜的焦距的乘积作为形变监测点在第一维度上的形变量。

其中，上视激光发射器、下视激光发射器分别与中心激光发射器之间的距离相等，标记为c，那么该距离和可以为2c，其中c可以根据实际情况选取，本实施例对c的取值不做特别限定。

计算距离差和距离和的比值，然后将该比值和凸透镜的焦距的乘积作为形变监测点在第一维度上的形变量。

可选地，激光成像面板可以为栅格面板。参考图8、图9，图8示出了本申请实施例提供的x轴方向的形变量的示意图，图9示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图二。

如图8所示，在x轴方向上，第一时间栅格面板和激光发射面的距离为D，第二时间栅格面板和激光发射面的距离为D’，也就是说，形变监测点相对于预设控制点变远。

如图9所示，第一时间目标上视激光束在激光成像面板上x轴方向第一位置标记为C，第一时间目标中心激光束在激光成像面板上x轴方向的第一位置标记为M，以及第一时间目标下视激光束在激光成像面板上x轴方向的第一位置标记为N；第二时间目标上视激光束在激光成像面板上x轴方向第二位置标记为C，第二时间目标中心激光束在激光成像面板上x轴方向的第二位置标记为M’，以及第二时间目标下视激光束在激光成像面板上x轴方向的第二位置标记为N’，也即目标中心激光束在第一时间和第二时间目标激光束在栅格面板上的位置不变，均标记为C。

参考图9，第一时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度上第一距离标记为L，则有：

其中，D为第一时间栅格面板和激光发射面的距离，2c为上视激光发射器、下视激光发射器分别与中心激光发射器之间距离的距离和，f为凸透镜的焦距，k为凸透镜光心面到激光发射面之间的距离。

类似地，第二时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度上第一距离标记为L’，则有：

上式中，

为第二时间栅格面板和激光发射面的距离。

形变监测点在第一维度上的形变量

为：

综上，当形变监测点发生了沿x轴方向的形变位移后，通过计算目标上视激光束和目标下视激光束距离的差值，即可获取形变监测点在x轴上的形变量。

本实施例的形变监测方法，若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束满足第一预设条件，则确定形变监测点在第一维度上存在形变分量，根据第一时间目标上视激光束在第一维度的第一位置和第一时间目标下视激光束在第一维度的第一位置，计算第一时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度的第一距离，根据第二时间目标下视激光束在第一维度的第二位置和第二时间目标下视激光束在第一维度的第二位置，计算第二时间目标上视激光束和目标下视激光束在第一维度的第二距离，计算第一距离和第二距离之间的距离差，根据距离差，计算形变监测点在第一维度上的形变量。通过将形变监测点的形变投影到第一维度上，进而获取形变监测点在第一维度上相对预设控制点的形变量。

示例性地，第一位置包括：第一时间目标上视激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置，第一时间目标中心激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置，以及第一时间目标下视激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置。第二维度为与第一维度所对应的平面垂直、且与预设水平面平行的平面所对应的维度。

第二位置包括：第二时间目标上视激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置，第二时间目标中心激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置，以及第二时间目标下视激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置。

图10示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图三，如图10所示，步骤S300可以包括：

S310、若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束满足第二预设条件，则确定形变监测点在第二维度上存在形变分量。

其中，第二维度为与第一维度所对应的平面垂直、且与预设水平面平行的平面所对应的维度，也就是说，若形变监测点在第二维度上存在形变分量，说明形变监测点相对于预设控制点左移或右移动，参见图3、图4，第二维度标记为y轴方向。

其中，第二预设条件包括如下条件中的至少一个：第一时间目标上视激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置和第二时间目标上视激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置不同、第一时间目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和第二时间目标中心激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置不同、第一时间目标下视激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置和第二时间目标下视激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置不同。

也就是说，只要目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束中的至少一个满足在第一时间于第二维度的第一位置和在第二时间于第二维度的第二位置不同，那么可以确定形变监测点在第二维度上存在形变分量。

S311、计算目标中心激光束在第二维度的第一位置和目标中心激光束在第二维度的第二位置之间的第三距离。

S312、将第三距离作为形变监测点在第二维度上的形变量。

确定形变监测点在第二维度上存在形变分量，说明形变监测点相对于预设控制点左移或右移动，那么可以计算第一时间目标中心激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置和第二时间目标中心激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置之间的第三距离，并将第三距离作为形变监测点在第二维度上的形变量。

当然，当且仅当形变监测点在第二维度上发生形变时，还可以计算目标上视激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置和目标上视激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置之间的距离差，或者目标下视激光束在激光成像面板上第二维度的第一位置和目标下视激光束在激光成像面板上第二维度的第二位置之间的距离差，并将计算得到的距离差作为形变监测点在第二维度上的形变量。

参考图11，图11示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图三，如图11所示，第一时间目标上视激光束在激光成像面板上y轴方向第一位置标记为M，第一时间目标中心激光束在激光成像面板上y轴方向的第一位置标记为C，以及第一时间目标下视激光束在激光成像面板上y轴方向的第一位置标记为N；第二时间目标上视激光束在激光成像面板上y轴方向第二位置标记为M’，第二时间目标中心激光束在激光成像面板上y轴方向的第二位置标记为C’，以及第二时间目标下视激光束在激光成像面板上y轴方向的第二位置标记为N’。

由图11可知，目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束在栅格面板的位置统一向右偏移，说明形变监测点相对于预设控制点向左移动。

则形变监测点在第二维度上的形变量

为C2’和C2的距离差。

综上，当形变监测点发生了沿y轴方向的形变位移后，通过计算第一时间和第二时间各激光束的距离差值，即可获取形变监测点在y轴上的形变量。

本实施例的形变监测方法，若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束满足第二预设条件，则确定形变监测点在第二维度上存在形变分量，计算目标中心激光束在第二维度的第一位置和目标中心激光束在第二维度的第二位置之间的第三距离，将第三距离作为形变监测点在第二维度上的形变量。通过将形变监测点的形变投影到第二维度上，进而获取形变监测点在第二维度上相对预设控制点的形变量。

示例性地，第一位置包括：第一时间目标上视激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置，第一时间目标中心激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置，以及第一时间目标下视激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置。其中，第三维度与预设水平面垂直、且与第一维度所对应的平面垂直的平面所对应的维度。

第二位置包括：第二时间目标上视激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置，第二时间目标中心激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置，以及第二时间目标下视激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置。

图12示出了本申请实施例提供的形变监测方法的流程示意图四，如图12所示，步骤S300可以包括：

S320、若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束满足第三预设条件，则确定形变监测点在第三维度上存在形变分量。

其中，第三维度与预设水平面垂直、且与第一维度所对应的平面垂直的平面所对应的维度，也就是说，若形变监测点在第三维度上存在形变分量，说明形变监测点相对于预设控制点发生沉降或抬升，参见图3、图4，第三维度标记为z轴方向。

其中，第三预设条件包括如下条件中的至少一个：第一时间目标上视激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置和第二时间目标上视激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置不同、第一时间目标中心激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置和第二时间目标中心激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置不同、第一时间目标下视激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置和第二时间目标下视激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置不同。

也就是说，只要目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束中的至少一个满足在第一时间于第三维度的第一位置和在第二时间于第三维度的第二位置不同，那么可以确定形变监测点在第三维度上存在形变分量。

S321、计算第一时间目标中心激光束在第三维度的第一位置和第二时间目标中心激光束在第三维度的第二位置之间的第四距离。

S322、将第四距离作为形变监测点在第三维度上的形变量。

确定形变监测点在第三维度上存在形变分量，说明形变监测点相对于预设控制点发生沉降或抬升，那么可以计算目标中心激光束在激光成像面板上第三维度的第一位置和目标中心激光束在激光成像面板上第三维度的第二位置之间的第四距离，并将第四距离作为形变监测点在第二维度上的形变量。

参考图13，图13示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图四，如图13所示，第一时间目标上视激光束在激光成像面板上z轴方向第一位置标记为C，第一时间目标中心激光束在激光成像面板上z轴方向的第一位置标记为M，以及第一时间目标下视激光束在激光成像面板上z轴方向的第一位置标记为N；第二时间目标上视激光束在激光成像面板上z轴方向第二位置标记为C’，第二时间目标中心激光束在激光成像面板上z轴方向的第二位置标记为M’，以及第二时间目标下视激光束在激光成像面板上z轴方向的第二位置标记为N’。

由图13可知，目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束在栅格面板的位置统一向上偏移，说明形变监测点相对于预设控制点发生抬升，则形变监测点在第二维度上的形变量

为C3’和C3的距离差。

本实施例的形变监测方法，若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束满足第三预设条件，则确定形变监测点在第三维度上存在形变分量，计算第一时间目标中心激光束在第三维度的第一位置和第二时间目标中心激光束在第三维度的第二位置之间的第四距离，将第四距离作为形变监测点在第三维度上的形变量。通过将形变监测点的形变投影到第三维度上，进而获取形变监测点在第三维度上相对预设控制点的形变量。

下面基于图7至图13实施例描述的内容，下面结合图14对形变监测点发生三维形变进行说明。

若目标上视激光束、目标中心激光束以及目标下视激光束均满足第一预设条件、第二预设条件以及第三预设条件，则可以根据图7至图13实施例描述的形变量的计算方式确定形变监测点在x轴、y轴、z轴上的形变量。

图14示出了本申请实施例提供的栅格面板的示意图五，如图14所示，若形变监测点发生三维形变，即形变在x、y、z轴上均有分量，那么可以根据目标中心激光束在第一时间在栅格面板上第一位置C和在第二时间在栅格面板上第二位置C’，确定形变监测点沿着y轴方向的形变量

、以及沿着z轴方向的形变量

。

以及，根据第一时间上视激光束在栅格面板上第一位置M与第一时间上视激光束在栅格面板上第一位置N之间的距离L，以及第二时间上视激光束在栅格面板上第二位置M’与第二时间上视激光束在栅格面板上第二位置N’之间的距离L’，获取形变监测点沿着x轴方向的形变量。

图15示出了本申请实施例提供的形变监测装置的结构示意图，该形变监测装置60可以集成在形变计算设备中。如图15所示，形变监测装置60可以包括：

获取模块601，用于获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，其中，所述激光监测仪为上述实施例所述的激光监测仪，获取第二时间所述多个激光束在所述激光成像面板的第二位置；

处理模块602，用于根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量。

可选地，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器以及下视激光发射器；

所述多个激光束包括：所述上视激光发射器发射的上视激光束经所述凸透镜折射后的目标上视激光束，所述中心激光发射器发射的中心激光束经所述凸透镜折射后的目标中心激光束，以及所述下视激光发射器发射的下视激光束经所述凸透镜折射后的目标下视激光束；

所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置；其中，所述第一维度为所述激光监测仪的发射方向所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，所述第二时间所述中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置；

所述处理模块602，具体用于：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第一预设条件，则确定所述形变监测点在所述第一维度上存在形变分量；

根据所述第一时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第一位置和所述第一时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第一位置，计算所述第一时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第一距离；

根据所述第二时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第二位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第二位置，计算所述第二时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第二距离；

计算所述第一距离和所述第二距离之间的距离差；

根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量；

其中，所述第一预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同。

可选地，所述处理模块602，具体用于：

获取所述上视激光发射器、所述下视激光发射器分别与所述中心激光发射器之间距离的距离和；

计算所述距离差和所述距离和的比值；

将所述比值和所述凸透镜的焦距的乘积作为所述形变监测点在所述第一维度上的所述形变量。

可选地，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置；其中，所述第二维度为与所述第一维度所对应的平面垂直、且与预设水平面平行的平面所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置；

所述处理模块602，具体用于：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第二预设条件，则确定所述形变监测点在所述第二维度上存在形变分量；

计算所述目标中心激光束在所述第二维度的第一位置和所述目标中心激光束在所述第二维度的第二位置之间的第三距离；

将所述第三距离作为所述形变监测点在所述第二维度上的所述形变量；

其中，所述第二预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同。

可选地，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置；其中，所述第三维度与所述预设水平面垂直、且与所述第一维度所对应的平面垂直的平面所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上的第三维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上的第三维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置；

所述处理模块602，具体用于：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第三预设条件，则确定所述形变监测点在所述第三维度上存在形变分量；

计算所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置之间的第四距离；

将所述第四距离作为所述形变监测点在所述第三维度上的所述形变量；

其中，所述第三预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同。

关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。

图16示出了本申请实施例提供的形变计算设备的结构示意图，如图16所示，形变计算设备70包括：

处理器701、存储器702和总线703，所述存储器702存储有所述处理器701可执行的机器可读指令，当形变计算设备70运行时，所述处理器701与所述存储器702之间通过总线703通信，所述处理器701执行所述机器可读指令，以执行上述方法实施例。

本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种形变监测系统，其特征在于，包括：设置在预设控制点的激光监测仪和设置在形变监测点的激光成像面板；

所述激光成像面板和所述激光监测仪垂直正对设置；

其中，所述激光监测仪包括与预设水平面平行设置的多个激光发射器，以及与所述预设水平面垂直设置的凸透镜；垂直方向上相邻设置的两个激光发射器的垂直距离为预设距离；

所述多个激光发射器发射的多个平行激光束经所述凸透镜折射后相交于所述凸透镜的焦点；

所述激光成像面板用以基于所述凸透镜折射之后入射的多个激光束进行激光成像，以使形变计算设备根据不同时间所述多个激光束在所述激光成像面板的激光位置计算所述形变监测点的形变量；

所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器、下视激光发射器；

所述中心激光发射器发射的中心激光束与所述激光监测仪的中心轴共线，且穿过所述凸透镜的光心点。

2.根据权利要求1所述的形变监测系统，其特征在于，所述激光成像面板为栅格面板，用以标定所述多个激光束的激光位置。

3.一种形变监测方法，应用于上述权利要求1 或2所述的形变监测系统，其特征在于，所述方法包括：

获取第一时间激光监测仪中多个激光发射器发射的多个平行激光束经凸透镜折射后的多个激光束在激光成像面板的第一位置，其中，所述激光监测仪为上述权利要求1或2所述的激光监测仪；

获取第二时间所述多个激光束在所述激光成像面板的第二位置；

根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个激光发射器包括：从远离所述预设水平面依次平行设置的上视激光发射器、中心激光发射器以及下视激光发射器；

所述多个激光束包括：所述上视激光发射器发射的上视激光束经所述凸透镜折射后的目标上视激光束，所述中心激光发射器发射的中心激光束经所述凸透镜折射后的目标中心激光束，以及所述下视激光发射器发射的下视激光束经所述凸透镜折射后的目标下视激光束；

所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置；其中，所述第一维度为所述激光监测仪的发射方向所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，所述第二时间所述中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置；

所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第一预设条件，则确定所述形变监测点在所述第一维度上存在形变分量；

根据所述第一时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第一位置和所述第一时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第一位置，计算所述第一时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第一距离；

根据所述第二时间所述目标上视激光束在所述第一维度的第二位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述第一维度的第二位置，计算所述第二时间所述目标上视激光束和所述目标下视激光束在所述第一维度的第二距离；

计算所述第一距离和所述第二距离之间的距离差；

根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量；

其中，所述第一预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第一维度的第二位置不同。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述距离差，计算形变监测点在所述第一维度上的形变量，包括：

获取所述上视激光发射器、所述下视激光发射器分别与所述中心激光发射器之间距离的距离和；

计算所述距离差和所述距离和的比值；

将所述比值和所述凸透镜的焦距的乘积作为所述形变监测点在所述第一维度上的所述形变量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置；其中，所述第二维度为与所述第一维度所对应的平面垂直、且与预设水平面平行的平面所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置；

所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第二预设条件，则确定所述形变监测点在所述第二维度上存在形变分量；

计算所述目标中心激光束在所述第二维度的第一位置和所述目标中心激光束在所述第二维度的第二位置之间的第三距离；

将所述第三距离作为所述形变监测点在所述第二维度上的所述形变量；

其中，所述第二预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第二维度的第二位置不同。

7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置，所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置，以及所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置；其中，所述第三维度与所述预设水平面垂直、且与所述第一维度所对应的平面垂直的平面所对应的维度；

所述第二位置包括：所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置，所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置，以及所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置；

所述根据所述第一位置和所述第二位置，计算形变监测点的形变量，包括：

若所述目标上视激光束、所述目标中心激光束以及所述目标下视激光束满足第三预设条件，则确定所述形变监测点在所述第三维度上存在形变分量；

计算所述第一时间所述目标中心激光束在所述第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述第三维度的第二位置之间的第四距离；

将所述第四距离作为所述形变监测点在所述第三维度上的所述形变量；

其中，所述第三预设条件包括如下条件中的至少一个：所述第一时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标上视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标中心激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同、所述第一时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第一位置和所述第二时间所述目标下视激光束在所述激光成像面板上第三维度的第二位置不同。

8.一种形变计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当形变计算设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行权利要求3-7任一项所述的方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求3-7任一项所述的方法。

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