CN113157005B - 用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统 - Google Patents
用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113157005B CN113157005B CN202110436873.7A CN202110436873A CN113157005B CN 113157005 B CN113157005 B CN 113157005B CN 202110436873 A CN202110436873 A CN 202110436873A CN 113157005 B CN113157005 B CN 113157005B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mark point
- laser
- rotating
- control module
- point
- 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
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 9
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
- F16M11/02—Heads
- F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
- F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
- F16M11/08—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting around a vertical axis, e.g. panoramic heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
- F16M11/02—Heads
- F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
- F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
- F16M11/10—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting around a horizontal axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
- F16M11/02—Heads
- F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
- F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
- F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
- F16M11/121—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
- F16M11/02—Heads
- F16M11/18—Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及隧道断面变形监测技术领域，具体为一种用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统，控制系统用于通过控制旋转云台，使旋转云台上安装的激光位移传感器对设置在隧道断面上的标志点进行检测，旋转云台上还固定安装有图像采集装置；控制系统包括控制模块和图像处理模块，控制模块生成对应的控制指令以控制旋转云台旋转，激光位移传感器启闭和图像采集装置采集图像，图像处理模块根据图像判断激光点与标志点是否重合，不重合则通过控制模块生成控制指令进行修正，直至重合。本控制系统可以控制旋转云台自动旋转和进行校准检测。
Description
技术领域
本发明涉及隧道断面变形监测技术领域，具体为一种用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统。
背景技术
隧道是指在岩土体中开挖形成的用作地下通道的地下工程结构物。由于我国地理条件的限制，在基础建设工程中，隧道工程具有很大的发展潜力。而由于隧道工程的特殊性，在施工和运营过程中的安全监测一直是施工安全环节中必不可少的一环。目前隧道监测常用的手段有全站仪、激光隧道断面检测仪等。
目前隧道断面检测常用的激光隧道断面检测仪，由于采用无合作目标激光测距技术和精密测角技术，将极坐标测量方法与计算机技术紧密结合，配合专业图形处理软件，可快速获得隧道断面的轮廓曲线，并采用分析软件根据隧道断面的轮廓曲线进行隧道断面变形分析，但是在使用时，需要通过方向按键控制激光点落在标记点或者中线上，且不能自动判断激光点是否准确和标记点重合。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能自动识别标记点，并自动进行校准检测和自动补正的用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统。
本发明提供基础方案一：用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统，用于通过控制旋转云台，使旋转云台上安装的激光位移传感器对设置在隧道断面上的标志点进行检测，所述旋转云台上还固定安装有图像采集装置；
所述控制系统包括控制模块和图像处理模块；
所述控制模块，用于生成标记点采集指令，控制旋转云台旋转，使图像采集装置沿水平方向和垂直方向采集隧道断面的图像信息；
所述图像处理模块，用于根据图像信息识别隧道断面上标志点位置信息；
所述控制模块，还用于根据标志点位置信息，生成标记点检测指令，控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的光束向标志点发射，并生成图像采集指令，以触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息；
所述图像处理模块，还用于根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，若不重合，则计算标志点位置相对于激光点的相对位置信息，若重合，则触发控制模块记录激光位移传感器的检查数据，并触发控制模块生成下一组标记点检测指令；
所述控制模块，还用于根据相对位置信息，生成相对位置调节指令，通过控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的发射的激光点向标志点位置移动，并触发控制模块记录旋转云台旋转的相对角度，移动后再次触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息，图像处理模块再次判断激光点与标志点是否重合；
所述控制模块，还用于在控制激光位移传感器检测标记点时，根据记录的旋转云台旋转的相对角度，生成云台修正指令，对旋转云台的旋转进行修正。
基础方案一的有益效果：
1、控制模块，控制旋转云台旋转，使图像采集装置沿水平方向和垂直方向采集隧道断面的图像信息；图像处理模块，根据图像信息识别隧道断面上标志点位置信息；控制模块，根据标志点位置信息，控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的光束向标志点发射，以触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息；图像处理模块，根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，若不重合，则计算标志点位置相对于激光点的相对位置信息，若重合，则触发控制模块记录激光位移传感器的检查数据，并触发控制模块进行下一组标点的检测；并且控制模块，根据相对位置信息，控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的发射的激光点向标志点位置移动，并触发控制模块记录旋转云台旋转的相对角度和相对距离，移动后再次触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息，图像处理模块再次判断激光点与标志点是否重合；以此循环，直到激光点与标志点重合，才进行下一组标记点的检测，从而保证每次标记点的检测都是经过自动校验的，并且如果一次校验后，激光点和标记点并没有重合的话，系统会再次进行自动校验，直到激光点与标志点重合，才进行下一组标记点的检测，以此保证标志点检测的准确性。激光点和标点重合，获得激光位移传感器测量到的数据，然后采用现有的处理分析软件根据激光位移传感器测量到的数据进行隧道断面变形检测，由于标志点检测的准确性的提高，隧道断面变形检测的准确性也可以得到一定的提高。
2、激光位移传感器对下一组标志点进行检测时，控制模块会根据相对位置调整采集记录的旋转云台旋转的相对角度，对旋转云台的旋转进行修正，控制模块是根据标志点位置信息，生成标志点检测指令，而标志点位置信息，又是由图像处理模块进行统一识别的，所以旋转云台根据标志点检测指令进行旋转，如果标志点检测时，激光点第一次并没有直接与标志点重合，即激光点和标志点之间存在误差，而是需要进行相对位置，那么下一组标志点检测时可能存在同样的误差，所以下一组标志点进行检测时，控制模块会根据相对位置调整采集记录的旋转云台旋转的相对角度，对旋转云台的旋转进行修正，以此主动修正存在的误差，增加激光点一次就直接与标记点重合的概率，可以减少控制系统进行相对位置调整的次数，减少控制系统内部各模块的计算量，从而提升检测速率。
进一步，所述标记点采用荧光涂料进行标记。
有益效果：标记点采用荧光涂料进行标记，提高激光的反射率，从而提高标记点检测的准确率。
进一步，所述标记点采集指令为控制旋转云台分别沿水平方向和垂直方向的预设角度旋转，且旋转到预设角度，触发图像采集装置采集隧道断面的图像信息。
有益效果：用户根据旋转云台距离隧道断面的具体位置，设置预设角度，以保证图像采集装置采集的图像信息能包括整个隧道断面，从而保证每个标记点都能被采集到。本发明的目的之二在于提供一种可自动旋转和校准检测的用于隧道断面变形监测的旋转云台，以解决现有激光隧道断面检测仪存在的问题。
本发明提供的基础方案二：用于隧道断面变形监测的旋转云台，包括旋转云台本体，旋转云台本体上设置有旋转面，旋转面上固定安装有图像采集装置和激光位移传感器；
所述旋转云台本体包括电机、陀螺仪和加速度传感器；
所述电机根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点采集指令、标记点检测指令、相对位置调节指令和云台修正指令，进行旋转，并且陀螺仪和加速度传感器将旋转产生的数据发送给上述控制系统的控制模块；
所述图像采集装置根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点采集指令、标记点检测指令和相对位置调节指令，进行图像采集；
所述激光位移传感器根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点检测指令，发射激光。
基础方案二的有益效果：旋转云台受到上述控制系统的控制模块控制，其中电机、图像采集装置和激光位移传感器根据控制模块下发的不同的指令进行工作，使旋转云台本体上安装的激光位移传感器对设置在隧道断面上的标志点进行检测，全程不需要人工调节云台来使激光点和标记点重合，并且会进行自动校准和自动补正，提高检测准确率和检测速率。
进一步，所述电机包括水平电机和垂直电机，所述旋转云台本体还包括支撑臂，所述水平电机安装在支撑臂上，所述垂直电机通过连接件安装在水平电机上，且旋转面安装在垂直电机上。
有益效果：支撑臂上设置三个伺服电机，控制旋转云台本体进行三轴旋转，从而使得旋转云台本体可以进行全方位的旋转。
进一步，所述标记点采用荧光涂料进行标记。
有益效果：标记点采用荧光涂料进行标记，提高激光的反射率，从而提高标记点检测的准确率。
附图说明
图1为本发明用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统实施例的逻辑框图；
图2为本发明用于隧道断面变形监测的旋转云台实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：旋转云台本体1、图像采集装置2、激光位移传感器3、支撑臂4、水平电机5、垂直电机6。
实施例一
本实施例基本如附图1所示：用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统，用于通过控制旋转云台，使旋转云台上安装的激光位移传感器对设置在隧道断面上的标志点进行逐一检测，标记点采用荧光涂料进行标记，提高激光的反射率，从而提高标记点检测的准确率，所述旋转云台上还固定安装有图像采集装置，本实施例中图像采集装置采用工业相机，旋转云台设置在隧道断面正前方，且与隧道断面的中线相对。
控制系统包括控制模块和图像处理模块，本实施例中控制系统采用云服务器，通过网络与旋转云台连接通信，下发指令。
控制模块，用于生成标记点采集指令，控制旋转云台旋转，使图像采集装置沿水平方向和垂直方向采集隧道断面的图像信息；所述标记点采集指令为控制旋转云台分别沿水平方向和垂直方向的预设角度旋转，且旋转到预设角度，图像采集装置采集隧道断面的图像信息，本实施例中预设角度为60°，0°，-60°，其中水平方向上0°为旋转云台上的图像采集装置的镜头中心正对隧道断面的中线相对，60°和-60°为旋转云台上的图像采集装置的镜头中心垂线与隧道断面的中线形成60°夹角，60°和-60°方向相反，垂直方向同理。
图像处理模块，用于根据图像信息识别隧道断面上标志点位置信息；具体为图像处理模块采用现有的图像处理技术对图像进行处理，识别标志点的位置，将图像上标志点的位置转为包换坐标的位置信息。
控制模块，还用于根据标志点位置信息，生成标记点检测指令，控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的光束向标志点发射，并生成图像采集指令，以触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息；标记点检测指令包括旋转云台旋转的角度和当旋转云台旋转到标志点位置，控制激光位移传感器开启；图像采集指令包括激光位移传感器开启时采集包含激光点的图像信息。
图像处理模块，还用于根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，若不重合，则计算标志点位置相对于激光点的相对位置信息，若重合，则触发控制模块记录激光位移传感器的检查数据，并触发控制模块生成下一组标记点采集指令，一组标记点只包括一个标记点；其中根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，具体为识别图像中的激光点和标记点，并提取激光点和标记点中心像素点，计算激光点和标记点中心像素点之间间隔的像素点，若间隔的像素点小于10个像素点，则认为重合，反之则认为不重合。
控制模块，还用于根据相对位置信息，生成相对位置调节指令，通过控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的发射的激光点向标志点位置移动，并触发控制模块记录旋转云台旋转的相对角度，移动后再次触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息，图像处理模块再次判断激光点与标志点是否重合。
所述控制模块，还用于在控制激光位移传感器检测标记点时，根据记录的旋转云台旋转的相对角度，生成云台修正指令，对旋转云台的旋转进行修正。具体的控制模块在控制激光位移传感器检测标记点时，根据记录的旋转云台旋转的相对角度，其中记录的旋转云台旋转的相对角度可以选择任意历史的相对响度，本实施例中选择上一相对位置调整记录的旋转云台旋转的相对角度。
工作原理：本控制系统通过控制旋转云台，使旋转云台上安装的激光位移传感器对设置在隧道断面上的标志点进行检测，全程不需要人工调节云台来使激光点和标记点重合。控制模块，根据标志点位置信息，控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的光束向标志点发射，并触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息；图像处理模块，根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，若不重合，则计算标志点位置相对于激光点的相对位置信息；控制模块，根据相对位置信息，通过控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的发射的激光点向标志点位置移动，并触发控制模块记录旋转云台旋转的相对角度，移动后再次触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息，图像处理模块再次进行判断，以此循环，直到激光点与标志点重合，才进行下一个标记点的检测，从而保证每次标记点的检测都是经过自动校验的，并且如果一次校验后，激光点和标记点并没有重合的话，系统会再次进行自动效验，直到激光点与标志点重合，才进行下一个标记点的检测，以此保证检测的准确性。
激光位移传感器对下一组标志点进行检测时，控制模块会根据上一次相对位置调整采集记录的旋转云台旋转的相对角度，对旋转云台的旋转进行修正，以此主动修正存在的误差，增加第一次激光点就直接与标记点重合的概率，可以减少控制系统进行相对位置调整的次数，减少控制系统内部各模块的计算量，从而提升检测速率。
实施例二
本实施例提供一种用于隧道断面变形监测的旋转云台，如图2所示，包括旋转云台本体1，旋转云台本体1上设置有旋转面，旋转面上通过螺栓固定安装有图像采集装置2和激光位移传感器3，本实施例中图像采集装置2采用工业相机，图像采集装置2的镜头和激光位移传感器3的镜头处于同一平面，从而减少由于角度倾斜造成采集的图像存在误差。
旋转云台本体1包括支撑臂4、电机、陀螺仪和加速度传感器。
电机根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点采集指令、标记点检测指令、相对位置调节指令和云台修正指令，进行旋转，并且陀螺仪和加速度传感器将旋转产生的数据发送给上述控制系统的控制模块，陀螺仪和加速度传感器形成一个反馈系统，反馈旋转云台的运动信息；其中电机为伺服电机，支撑臂4上设置两个伺服电机，控制旋转云台本体1进行水平方向和垂直方向的旋转，具体为：电机包括水平电机5和垂直电机6，支撑臂4顶面安装水平电机5，垂直电机6通过连接件安装在水平电机5上，且旋转面安装在垂直电机6上，因此水平电机5水平转动带动水平电机5上的垂直电机6和旋转面水平转动，垂直电机6垂直转动(俯仰)带动旋转面垂直转动，从而旋转云台可以实现水平方向和垂直方向的转动。
图像采集装置2根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点采集指令、标记点检测指令和相对位置调节指令，进行图像采集。
激光位移传感器3根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点检测指令，发射激光。
旋转云台受到上述控制系统控制，使旋转云台本体1上安装的激光位移传感器3对设置在隧道断面上的标志点进行检测，其中标记点采用荧光涂料进行标记，提高激光的反射率，从而提高标记点检测的准确率，全程不需要人工调节云台来使激光点和标记点重合，并且会进行自动校准，提高检测准确率。
实施例三
本实施例与实施例一相比，不同之处在于：旋转云台上安装有多个激光位移传感器，用于一次进行多个标记点的检测，所以本实施例中一组标记点包含多个标记点；
所述控制模块，还用于生成扫描指令，使在激光位移传感器都开启的情况下，旋转云台沿水平方向和垂直方向运动，图像采集装置采集隧道断面信息；
所述图像处理模块，还用根据隧道断面信息获取标志点位置信息，并且选择预设数量的帧的图像判断激光点和标志点的重合率，即激光点的和标志点的重合数除以标志点个数，选择重合率最高的图像，作为第一次标记点采集，触发控制模块记录激光点和标志点重合的激光位移传感器的检查数据，并标记已检测到的标记点位置信息，标记的标记点位置信息，再下次扫描时，不参与重合率计算，即标记已检测到的标记点位置信息，改标记点，不再作为标记，既不计入标记点个数，及时激光点再次与之重合也不算做重合点；其中预设数量的帧的图像，可以根据标记点的数量来设置，标记点多，则可以选择少一点的帧的图像进行判断，若标记点少，则可以选择多一点的帧的图像进行判断，甚至可以选择每帧的图像都判断，本实施例中选择每帧的图像都判断。
控制模块，还用于判断根据未标记的标志点位置信息的个数是否小于预设的标志点位置信息的个数，若不小于，则生成下一次扫描指令；若小于，则根据未标记的标志点位置信息，逐个生成标记点采集指令，同实施例一一样，采集未标记的标记点的位置。本实施例中预设的标志点位置信息的个数为六个，即通过扫描的方式来进行标记点检测，每次扫描都选择激光点和标记点重合率最高的一次记录激光位移传感器的数据，并且检测到的标记点下次不再检测，多次扫描后，剩余没检测到标记点如果小于六个，则剩下的标记点去逐一的检测，不再通过扫描的方式去检测，以此可以扫描次数，而前期的扫描可以一次检测多个标记点，两者相结合后，可以减少检测标点的次数，节约成本，提高检测速度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统，用于通过控制旋转云台，使旋转云台上安装的激光位移传感器对设置在隧道断面上的标志点进行检测，所述旋转云台上还固定安装有图像采集装置；其特征在于：所述控制系统包括控制模块和图像处理模块；
所述控制模块，用于生成标记点采集指令，控制旋转云台旋转，使图像采集装置沿水平方向和垂直方向采集隧道断面的图像信息；
所述图像处理模块，用于根据图像信息识别隧道断面上标志点位置信息；
所述控制模块，还用于根据标志点位置信息，生成标记点检测指令，控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的光束向标志点发射，并生成图像采集指令，以触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息；
所述图像处理模块，还用于根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，若不重合，则计算标志点位置相对于激光点的相对位置信息，若重合，则触发控制模块记录激光位移传感器的检查数据，并触发控制模块生成下一组标记点检测指令；
所述控制模块，还用于根据相对位置信息，生成相对位置调节指令，通过控制旋转云台旋转，使激光位移传感器的发射的激光点向标志点位置移动，并触发控制模块记录旋转云台旋转的相对角度，移动后再次触发图像采集装置采集包含激光点的图像信息，图像处理模块再次判断激光点与标志点是否重合；
所述控制模块，还用于在控制激光位移传感器检测标记点时，根据记录的旋转云台旋转的相对角度，生成云台修正指令，对旋转云台的旋转进行修正。
2.根据权利要求1所述的用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统，其特征在于：所述标记点采用荧光涂料进行标记。
3.根据权利要求1所述的用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统，其特征在于：所述标记点采集指令为控制旋转云台分别沿水平方向和垂直方向的预设角度旋转，且旋转到预设角度，触发图像采集装置采集隧道断面的图像信息。
4.用于隧道断面变形监测的旋转云台，包括旋转云台本体，旋转云台本体上设置有旋转面，旋转面上固定安装有图像采集装置和激光位移传感器；
所述旋转云台本体包括电机、陀螺仪和加速度传感器；
其特征在于：还包括：如权利要求1-3任一项所述的用于隧道断面变形监测的旋转云台控制系统；
所述电机根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点采集指令、标记点检测指令、相对位置调节指令和云台修正指令，进行旋转，并且陀螺仪和加速度传感器将旋转产生的数据发送给上述控制系统的控制模块；
所述图像采集装置根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点采集指令、标记点检测指令和相对位置调节指令，进行图像采集；所述相对位置调节指令为激光位移传感器的光束向标志点发射，图像采集装置采集包含激光点的图像信息，控制模块根据包含激光点的图像信息，判断激光点与标志点是否重合，若不重合，则计算标志点位置相对于激光点的相对位置信息，控制模块根据相对位置信息，生成的相对位置调节指令；
所述激光位移传感器根据接收到的上述控制系统的控制模块发送的标记点检测指令，发射激光。
5.根据权利要求4所述的用于隧道断面变形监测的旋转云台，其特征在于：所述电机包括水平电机和垂直电机，所述旋转云台本体还包括支撑臂，所述水平电机安装在支撑臂上，所述垂直电机通过连接件安装在水平电机上，且旋转面安装在垂直电机上。
6.根据权利要求4所述的用于隧道断面变形监测的旋转云台，其特征在于：所述标记点采用荧光涂料进行标记。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110436873.7A CN113157005B (zh) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | 用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110436873.7A CN113157005B (zh) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | 用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113157005A CN113157005A (zh) | 2021-07-23 |
| CN113157005B true CN113157005B (zh) | 2022-11-11 |
Family
ID=76869421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110436873.7A Active CN113157005B (zh) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | 用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113157005B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115597513B (zh) * | 2022-10-14 | 2024-06-14 | 深圳市嬴邦土木科技发展有限公司 | 云台相机动态组网的隧道变形测量系统、方法和装置 |
| CN115811653B (zh) * | 2023-01-29 | 2023-05-16 | 苏州苏映视图像软件科技有限公司 | 一种成像系统、位置校准方法及成像方法 |
| CN117387558B (zh) * | 2023-12-12 | 2024-02-20 | 广东省安全生产科学技术研究院 | 一种隧道内结构位移变形的监测系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020207629A1 (de) * | 2019-04-07 | 2020-10-15 | Androtec Gmbh | Messanordnung und verfahren |
| WO2021068846A1 (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 山东大学 | 一种用于运营期隧道衬砌检测及病害诊断的多臂机器人 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3015839B1 (en) * | 2014-10-31 | 2020-01-01 | Agisco S.r.l. | Laser pointing system for monitoring stability of structures |
| JP6309888B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-04-11 | 戸田建設株式会社 | トンネルの最終変位量予測方法 |
| CN106401651B (zh) * | 2016-11-07 | 2018-04-13 | 中国矿业大学 | 一种全巷全过程全断面表面变形监测装置及方法 |
| CN107747910A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-03-02 | 浙江大学 | 一种视觉引导的隧道标志点坐标激光测量系统及方法 |
| CN108106801B (zh) * | 2017-11-15 | 2021-11-05 | 温州市交通工程试验检测有限公司 | 桥隧病害非接触检测系统及检测方法 |
| CN108253925B (zh) * | 2018-01-08 | 2020-10-02 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 一种基于点云剖面的隧道变形监测方法、设备及存储设备 |
| CN110044289B (zh) * | 2019-04-17 | 2020-12-01 | 上海同岩土木工程科技股份有限公司 | 基于自动变焦的隧道多断面收敛变形视频监测装置及方法 |
| CN113424055B (zh) * | 2019-10-09 | 2022-09-02 | 山东大学 | 隧道结构病害多尺度检测与智能诊断系统及方法 |
| CN111473734B (zh) * | 2020-04-29 | 2021-12-07 | 同济大学 | 一种小净距隧道中夹岩稳定性监测系统及其方法 |
| CN111750825A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-10-09 | 四川远测科技有限公司 | 一种基于cmos图像测量的沉降监测系统及方法 |
| CN111829441A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-10-27 | 东北大学 | 一种基于激光测距原理的巷道表面位移变形监测方法 |
| CN112197760A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-01-08 | 河南科技大学 | 基于激光测距和自稳云台的无人机地形测绘装置及方法 |
-
2021
- 2021-04-22 CN CN202110436873.7A patent/CN113157005B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020207629A1 (de) * | 2019-04-07 | 2020-10-15 | Androtec Gmbh | Messanordnung und verfahren |
| WO2021068846A1 (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 山东大学 | 一种用于运营期隧道衬砌检测及病害诊断的多臂机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113157005A (zh) | 2021-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113157005B (zh) | 用于隧道断面变形监测的旋转云台及其控制系统 | |
| JP3731123B2 (ja) | 物体の位置検出方法及び装置 | |
| CN110736446B (zh) | 一种悬臂式掘进机位姿识别系统及方法 | |
| CN103157909B (zh) | 激光加工误差校正方法及处理器 | |
| CN115585798A (zh) | 确定到目标的方向的方法、勘测装置和计算机程序产品 | |
| CN111189436B (zh) | 基于激光靶向跟踪的掘进机位姿测量系统 | |
| WO2020073929A1 (zh) | 作业台车及其机械臂光学标靶定位装置和定位方法 | |
| CN104067111A (zh) | 用于跟踪和监测目标对象上的差异的自动化系统和方法 | |
| US20130278758A1 (en) | Method and system for determining position and orientation of a measuring instrument | |
| CN111502671B (zh) | 盾构激光标靶导向搭载双目相机的综合导向装置及方法 | |
| CN112556592B (zh) | 一种基于视觉定位的盾尾间隙测量系统及方法 | |
| CN112424563A (zh) | 用于精确计算动态对象的位置和方位的多维测量系统 | |
| KR20200083301A (ko) | 이동하는 오브젝트 센서의 정렬을 교정하기 위한 방법 | |
| US8151474B2 (en) | Surveying system | |
| CN106197292A (zh) | 一种建筑物位移监测方法 | |
| JP2021512242A (ja) | 鉄道介入車両に取り付けられた１つまたは複数の介入ツールのセットに命令するための方法 | |
| CN1849524A (zh) | 用于确定到待勘测目标的方向的方法 | |
| JP4463162B2 (ja) | 三次元形状計測装置の基準座標取込方法 | |
| CN108195568A (zh) | 前照灯光照度检测装置对中自检及校准方法 | |
| US20230367015A1 (en) | Inspection system, extraction device, and inspection method | |
| JPH06186036A (ja) | ３次元位置計測装置 | |
| CN113720307B (zh) | 一种回采工作面摄影地质编录方法及系统 | |
| KR102227031B1 (ko) | 화상데이터 내의 척도마커의 추적을 통한 구조물 표면의 균열 감시 방법 | |
| JP2003262090A (ja) | トンネル掘削機の位置計測装置 | |
| CN117075126A (zh) | 一种基于激光反射原理的模型试验盾构机姿态和空间位置的监测方法 |
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 |