CN112985350B - 一种用于桥梁施工的标高读取方法及读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于桥梁施工的标高读取方法及读取装置，所述读取方法为：控制装置获取采集装置和检测装置的个数以及采集装置的标高；采集装置获取检测装置与其之间的高差并计算每个检测装置的标高；控制装置分别对每个采集装置所反馈的高差数据进行求和，并记和值为ΔZD1；控制装置再计算编号最大的检测装置与其他检测装置以及采集装置之间的高差，并计高差总和为ΔZD2；控制装置计算所有ΔZD1和ΔZD2的总和，记为ΔZD3；若ΔZD3在误差精度要求范围内，控制装置根据ΔZD3、检测装置的个数以及检测装置的标高获取各个检测装置的最终标高值；本申请公开的读取方法，通过返回计算和两种类型的和值求和计算确认标高值是否准确，可提高检测结果的可靠性。

Description

一种用于桥梁施工的标高读取方法及读取装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种用于桥梁施工的标高读取方法及读取装置。

背景技术

由于桥梁的跨度较大且桥梁的荷载较重,在桥梁建设施工过程中，一般会出现正常的沉降现象,但若桥梁沉降达到预设的预警值，则容易出现工程事故，影响桥梁的施工进度，降低整体工程质量，并对施工人员的安全带来威胁；因此,有必要对桥梁施工过程中的沉降问题进行监测。

目前,一般采用全站仪或GPS设备等对桥梁的标高进行测量，以观察桥梁的沉降程度；现有的基于全站仪的测量方案，存在测量时间长、测量结果受主观因素和客观因素影响大、测量难度大等问题；而基于GPS设备的测量方案受环境因素影响，容易出现测量结果不准确的问题。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，通过返回计算和两种类型的和值求和计算确认标高值是否准确，可提高检测结果的可靠性。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，所述标高读取装置包括控制装置、若干采集装置和若干检测装置，所述采集装置设置于已知标高的监测点，所述检测装置设置于桥梁的待测点上，所述控制装置、采集装置和检测装置三者之间可相互进行无线通讯；所述读取方法包括步骤：

控制装置获取采集装置的个数和检测装置的个数，并获取采集装置所在监测点的标高；

控制装置对检测装置进行编号，并将编号信息发送至采集装置；

每个采集装置均收集各个编号的检测装置与其之间的高差，并将高差数据反馈至控制装置；

控制装置对数据进行分组，每组数据包括一个采集装置的标高及各个编号的检测装置与采集装置之间的高差；

控制装置对每组数据进行处理，计算采集装置与各个检测装置之间的高差的总和，记为ΔZD1；控制装置根据标高和高差获取每个检测装置的标高；控制装置再计算编号最大的检测装置与其他检测装置以及采集装置之间的高差，并计算高差总和，记为ΔZD2；

控制装置获取每一组数据的ΔZD1和ΔZD2，并计算各组数据的ΔZD1和ΔZD2的总和，记为ΔZD3；

若ΔZD3在预设的误差精度要求范围内，控制装置根据ΔZD3、检测装置的个数以及检测装置的标高获取各个检测装置的最终标高值。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法中，所述控制装置对检测装置进行编号，并将编号情况发送至采集装置，具体为：

控制装置以任一采集装置为中心，根据检测装置与采集装置的远近距离，对检测装置进行编号，并将编号情况发送至对应的采集装置。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法中，所述若ΔZD3在预设的误差精度要求范围内之后，还包括步骤：

若ΔZD3不在预设的误差精度要求范围内，控制装置重新获取采集装置的标高以及各个采集装置反馈的高差数据。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法中，所述控制装置根据ΔZD3、检测装置的个数以及检测装置的标高获取各个检测装置的最终标高值，具体为：

各个检测装置的最终标高值＝-1/检测装置的个数×ΔZD3+各个检测装置的标高。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法中，所述控制装置根据标高和高差获取每个检测装置的标高，具体为：

每个检测装置的标高＝采集装置的标高-与检测装置对应的高差。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法中，所述每个采集装置均收集各个编号的检测装置与其之间的高差，具体包括步骤：

每个采集装置获取其与各个编号的检测装置之间的连线距离，并获取各条连线与水平地面之间的夹角；

每个采集装置根据与检测装置对应的连线距离和夹角，获取采集装置与各个编号的检测装置之间的高差。

本发明还相应地提供了一种用于桥梁施工的标高读取装置，包括控制装置、采集装置和检测装置，所述控制装置内设置有第一处理单元、存储单元和第一无线通讯单元，所述存储单元存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以实现如上任一项所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法；所述存储单元以及第一无线通讯单元分别与第一处理单元电性连接；所述采集装置内设置有第二处理单元以及与所述第二处理单元电性连接的第二无线通讯单元，所述检测装置内设置有第三无线通讯单元，所述第一无线通讯单元、第二无线通讯单元和第三无线通讯单元相互之间可实现无线通讯；所述采集装置设置于已知标高的监测点上，所述检测装置设置于桥梁的待测点上。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置中，所述采集装置内还设置有水准调平机构和测距机构，所述水准调平机构和测距机构分别与所述第二处理单元电性连接。

所述的用于桥梁施工的标高读取装置中，所述检测装置上设置有快拆机构，所述检测装置通过所述快拆机构固设于桥梁的待测点上。

有益效果：

本发明提供了一种用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，其具有以下优点：

(1)控制装置可实时获取各个检测装置的标高值，从而实现标高变化情况的快速判断，提高了检测效率，降低了检测难度；

(2)通过返回计算，即计算编号最大的检测装置与其他检测装置以及采集装置之间的高差总和，再对两种类型的高差总和进行求和计算，根据求和结果是否落入预设的误差精度要求范围，以判断标高值是否准确，可提高检测结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的读取方法的逻辑流程图；

图2为本发明提供的步骤S300的一个实施例的逻辑流程图；

图3为本发明提供的读取装置的系统结构图。

主要元件符号说明：1-控制装置、11-第一处理单元、12-存储单元、13-第一无线通讯单元、2-采集装置、21-第二处理单元、22-第二无线通讯单元、23-水准调平机构、24-测距机构、3-检测装置、31-第三无线通讯单元。

具体实施方式

本发明提供了一种用于桥梁施工的标高读取方法及读取装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供了一种用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，所述标高读取装置包括控制装置1、若干采集装置2和若干检测装置3，所述采集装置2设置于已知标高的监测点，所述检测装置3设置于桥梁的待测点上，所述控制装置1、采集装置2和检测装置3三者之间可相互进行无线通讯；所述读取方法包括步骤：

S100、控制装置获取采集装置的个数和检测装置的个数，并获取采集装置所在监测点的标高；由于监测点的标高是已知的，在实际工作过程中，可由工作人员在控制装置内预先输入采集装置的个数、检测装置的个数和采集装置的标高；此外，在进行标高测量前，采集装置和检测装置可分别发送信号至控制装置，采集装置所发送的信号中包括其标高，控制装置根据所接收到的信息判断采集装置的个数、检测装置的个数和采集装置的标高。

S200、控制装置对检测装置进行编号，并将编号信息发送至采集装置；在一个实施例中，控制装置可以任一采集装置为中心，根据检测装置与采集装置的远近距离，对检测装置进行编号，并将编号情况发送至对应的采集装置；所述控制装置、采集装置和检测装置内都设置有定位芯片，所述控制装置可在其自带的电子地图上标注采集装置和检测装置的位置，并根据检测装置与作为中心的采集装置之间的距离，对检测装置进行编号，所述控制装置将带有编号的电子地图信息反馈至采集装置，采集装置结合检测装置的位置信息、编号信息和自身的标高，收集各个检测装置的高差数据。

S300、每个采集装置均收集各个编号的检测装置与其之间的高差，并将高差数据反馈至控制装置。

S400、控制装置对数据进行分组，每组数据包括一个采集装置的标高及各个编号的检测装置与采集装置之间的高差。

S500、控制装置对每组数据进行处理，计算采集装置与各个检测装置之间的高差的总和，记为ΔZD1，即数据的组数与采集装置的个数一致，每组数据都有一个对应的ΔZD1；控制装置根据标高和高差获取每个检测装置的标高，具体的，每个检测装置的标高＝采集装置的标高-与检测装置对应的高差；控制装置再执行返回计算，所述返回计算具体为控制装置计算编号最大的检测装置与其他检测装置以及采集装置之间的高差，并计算高差总和，记为ΔZD2，每组数据都有一个对应的ΔZD2。

S600、控制装置获取每一组数据的ΔZD1和ΔZD2，并计算各组数据的ΔZD1和ΔZD2的总和，记为ΔZD3；由理论可知，ΔZD3为零，但由于实际测量中，受外部因素的影响，ΔZD3一般不为零。

S700、若ΔZD3在预设的误差精度要求范围内，控制装置根据ΔZD3、检测装置的个数以及检测装置的标高获取各个检测装置的最终标高值，具体的，各个检测装置的最终标高值＝-1/检测装置的个数×ΔZD3+各个检测装置的标高。

本申请公开的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，控制装置1可实时获取各个检测装置3的标高值，从而了解桥梁上的各个待测点的标高是否发生变化，避免桥梁出现非正常的沉降现象，提高了检测效率，降低了检测难度，且可确保桥梁施工过程的稳定进行；此外，控制装置1在计算检测装置3的标高时，进行了返回计算，即计算了编号最大的检测装置3与其他检测装置3以及采集装置2之间的高差总和，再对两种类型的高差总和进行求和计算，根据求和结果是否落入预设的误差精度要求范围，以判断标高值是否准确，可提高检测结果的准确度和可靠性。

举例说明，假设只有一个已知标高的监测点和五个未知标高的待测点，将采集装置设置于已知标高的监测点上，五个待测点上分别设置一个检测装置；控制装置记监测点的标高为BM1，并分别对五个待测点进行编号；采集装置分别收集5个编号的待测点与其之间的高差，分别记为ZD1、ZD2、ZD3、ZD4和ZD5，并将高差数据反馈至控制装置；控制装置根据标高BM1和高差ZD1计算出编号为1的待测点的标高，记为BM2；控制装置再采用同样的计算方式获得编号为2的待测点的标高BM3，编号为3的待测点的标高BM4，编号为4的待测点的标高BM5以及编号为5的待测点的标高BM6；控制装置再计算ZD1、ZD2、ZD3、ZD4和ZD5的总和，记为ΔZD1；控制装置再执行返回计算，计算BM6和BM5的高差记为ZD6，BM6和BM4的高差记为ZD7，BM6和BM3的高差记为ZD8，BM6和BM2的高差记为ZD9以及BM6和BM1的高差记为ZD10；控制装置计算ZD6、ZD7、ZD8、ZD9和ZD10的总和，记为ΔZD2；控制装置再计算ΔZD1和ΔZD2的总和，记为ΔZD3；若ΔZD3属于预设的精度要求范围内，如ΔZD3为6mm，精度要求范围为±10mm之内，则每个检测装置的最终标高值＝采集装置反馈的对应的标高+-1/5×6。

当已知标高的监测点有两个，而未知标高的待测点有五个时，两个监测点分别设置一个采集装置，每个采集装置分别收集五个待测点的高差，控制装置将两个采集装置所反馈的数据分成两组，并分别计算两组数据的ΔZD1和ΔZD2，并将两组数据的ΔZD1和ΔZD2作求和计算，以获得ΔZD3。

进一步地，请参阅图1，所述若ΔZD3在预设的误差精度要求范围内之后，还包括步骤：

S800、若ΔZD3不在预设的误差精度要求范围内，控制装置重新获取采集装置的标高以及各个采集装置反馈的高差数据；即控制装置重新获取一次高差数据，并重新计算各个装置的标高。

进一步地，请参阅图2，所述每个采集装置均收集各个编号的检测装置与其之间的高差，具体包括步骤：

S301、每个采集装置获取其与各个编号的检测装置之间的连线距离，并获取各条连线与水平地面之间的夹角；

S302、每个采集装置根据与检测装置对应的连线距离和夹角，获取采集装置与各个编号的检测装置之间的高差；具体的，设检测装置与采集装置之间的连线距离为AB，检测装置与采集装置之间的高差为BC，连线与水平地面之间的夹角为α，则BC＝AB×sinα。

请参阅图3，本发明还相应地提供了一种用于桥梁施工的标高读取装置，包括控制装置1、采集装置2和检测装置3，所述控制装置1内设置有第一处理单元11、存储单元12和第一无线通讯单元13，所述存储单元12存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以实现如上任一项所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法；所述存储单元12以及第一无线通讯单元13分别与第一处理单元11电性连接；所述采集装置2内设置有第二处理单元21以及与所述第二处理单元21电性连接的第二无线通讯单元22，所述检测装置3内设置有第三无线通讯单元31，所述第一无线通讯单元13、第二无线通讯单元22和第三无线通讯单元31相互之间可实现无线通讯；所述采集装置2设置于已知标高的监测点上，所述检测装置3设置于桥梁的待测点上；在一个实施例中，所述第一处理单元11和第二处理单元21均为控制电路板，所述控制电路板上设置有多种控制芯片，所述控制芯片可包括STM32系列的控制芯片；所述第一无线通讯单元13、第二无线通讯单元22和第三无线通讯单元31可以是WIFI芯片或WLAN芯片。

进一步地，请参阅图3，所述采集装置2内还设置有水准调平机构23和测距机构24，所述水准调平机构23用于确保采集装置2安装时与地面垂直，所述测距机构24用于测量采集装置2和检测装置3的连线距离，所述测距机构24的测距原理可以为电磁波测距；所述水准调平机构23和测距机构24分别与所述第二处理单元21电性连接。

进一步地，所述检测装置3上设置有快拆机构，所述检测装置3通过所述快拆机构固设于桥梁的待测点上。

在一个实施例中，所述快拆机构可以是设置于检测装置3上的第一磁吸机构，所述桥梁上设置有第二磁吸机构，通过第一磁吸机构和第二磁吸机构的配合连接，可实现检测装置3的快速拆装；此外，所述快拆机构可以是设置于检测装置3上的若干连接孔，所述桥梁上设置有若干安装孔，通过螺钉连接连接孔和安装孔，可实现检测装置3的快速拆装；采用快拆机构将检测装置3安装于桥梁的待测点上，在桥梁建设完成时，可快速地将检测装置3从桥梁上拆卸下来，保持桥梁外观的美观。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，其特征在于，所述标高读取装置包括控制装置、若干采集装置和若干检测装置，所述采集装置设置于已知标高的监测点，所述检测装置设置于桥梁的待测点上，所述控制装置、采集装置和检测装置三者之间可相互进行无线通讯；所述读取方法包括步骤：

控制装置获取采集装置的个数和检测装置的个数，并获取采集装置所在监测点的标高；

控制装置对检测装置进行编号，并将编号信息发送至采集装置；

每个采集装置均收集各个编号的检测装置与其之间的高差，并将高差数据反馈至控制装置；

控制装置对数据进行分组，每组数据包括一个采集装置的标高及各个编号的检测装置与采集装置之间的高差；

控制装置对每组数据进行处理，计算采集装置与各个检测装置之间的高差的总和，记为ΔZD1；控制装置根据标高和高差获取每个检测装置的标高；控制装置再计算编号最大的检测装置与其他检测装置以及采集装置之间的高差，并计算高差总和，记为ΔZD2；

控制装置获取每一组数据的ΔZD1和ΔZD2，并计算各组数据的ΔZD1和ΔZD2的总和，记为ΔZD3；

若ΔZD3在预设的误差精度要求范围内，控制装置根据ΔZD3、检测装置的个数以及检测装置的标高获取各个检测装置的最终标高值；

所述若ΔZD3在预设的误差精度要求范围内之后，还包括步骤：若ΔZD3不在预设的误差精度要求范围内，控制装置重新获取采集装置的标高以及各个采集装置反馈的高差数据。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，其特征在于，所述控制装置对检测装置进行编号，并将编号情况发送至采集装置，具体为：

控制装置以任一采集装置为中心，根据检测装置与采集装置的远近距离，对检测装置进行编号，并将编号情况发送至对应的采集装置。

3.根据权利要求1所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，其特征在于，所述控制装置根据ΔZD3、检测装置的个数以及检测装置的标高获取各个检测装置的最终标高值，具体为：

各个检测装置的最终标高值＝-1/检测装置的个数×ΔZD3+各个检测装置的标高。

4.根据权利要求1所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，其特征在于，所述控制装置根据标高和高差获取每个检测装置的标高，具体为：

每个检测装置的标高＝采集装置的标高-与检测装置对应的高差。

5.根据权利要求1所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法，其特征在于，所述每个采集装置均收集各个编号的检测装置与其之间的高差，具体包括步骤：

每个采集装置获取其与各个编号的检测装置之间的连线距离，并获取各条连线与水平地面之间的夹角；

每个采集装置根据与检测装置对应的连线距离和夹角，获取采集装置与各个编号的检测装置之间的高差。

6.一种用于桥梁施工的标高读取装置，其特征在于，包括控制装置、采集装置和检测装置，所述控制装置内设置有第一处理单元、存储单元和第一无线通讯单元，所述存储单元存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以实现如权利要求1-5任一项所述的用于桥梁施工的标高读取装置的读取方法；所述存储单元以及第一无线通讯单元分别与第一处理单元电性连接；所述采集装置内设置有第二处理单元以及与所述第二处理单元电性连接的第二无线通讯单元，所述检测装置内设置有第三无线通讯单元，所述第一无线通讯单元、第二无线通讯单元和第三无线通讯单元相互之间可实现无线通讯；所述采集装置设置于已知标高的监测点上，所述检测装置设置于桥梁的待测点上。

7.根据权利要求6所述的用于桥梁施工的标高读取装置，其特征在于，所述采集装置内还设置有水准调平机构和测距机构，所述水准调平机构和测距机构分别与所述第二处理单元电性连接。

8.根据权利要求7所述的用于桥梁施工的标高读取装置，其特征在于，所述检测装置上设置有快拆机构，所述检测装置通过所述快拆机构固设于桥梁的待测点上。

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