CN113483675A - 一种位移监测系统及方法 - Google Patents

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CN113483675A
CN113483675A CN202110882843.9A CN202110882843A CN113483675A CN 113483675 A CN113483675 A CN 113483675A CN 202110882843 A CN202110882843 A CN 202110882843A CN 113483675 A CN113483675 A CN 113483675A
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夏舸
单承建
陈贤平
王佟
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Ningbo Yida Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及位移监测技术领域,其目的在于提供一种位移监测系统及方法。本发明公开了一种位移监测系统,包括成像模块、处理模块、测量靶和基准靶;所述测量靶设置在待检测装置上;所述基准靶位于标准平面内,所述标准平面与成像模块的成像面平行;所述成像模块的镜头朝向测量靶和基准靶设置,所述成像模块和处理模块通信连接。本发明还公开了一种位移监测方法,基于上述的位移监测系统实现。本发明中的位移监测系统及方法用于实现待检测装置的位移监测,自动化程度高,监测结果更为准确。

Description

一种位移监测系统及方法
技术领域
本发明涉及位移监测技术领域,特别是涉及一种位移监测方法。
背景技术
目前,住房建设基坑监测通常通过人工使用水准仪、全站仪等进行位移的测量。其中,水准仪主要用于测量监测点的沉降,即竖向位移;全站仪主要用于测量监测点的横向位移。但是,在使用现有技术过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:这两种方法均是基于人为操作来进行,其测量数据受人为影响因素较大,且数据为单次性测量,缺乏连续性,也易出现安全响应不及时的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题,本发明提供了一种位移监测系统及方法。
本发明采用的技术方案是:
一种位移监测系统,包括成像模块、处理模块、测量靶和基准靶;所述测量靶设置在待检测装置上;所述基准靶位于标准平面内,所述标准平面与成像模块的成像面平行;所述成像模块的镜头朝向测量靶和基准靶设置,所述成像模块和处理模块通信连接。
优选地,所述位移监测系统还包括校准靶;所述校准靶设置有多个,多个校准靶均位于标准平面内;多个校准靶和基准靶分别安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数。
进一步地,所述校准靶设置为两个,两个校准靶之间的距离不超过一米。
优选地,所述位移监测系统还包括红外光源,所述红外光源和处理模块通信连接,所述红外光源朝向测量靶和基准靶设置。
优选地,所述测量靶位于标准平面内。
一种位移监测方法,基于上述任一项所述的位移监测系统实现,所述位移监测方法通过处理模块执行,所述位移监测方法包括以下步骤:
获取标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离、成像模块的像元尺寸和成像模块的焦距,并根据基准靶与成像模块的镜头之间的测量距离、成像模块的像元尺寸和成像模块的焦距,得到成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸;
获取成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距;
根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸,将成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距均转换为水平实际间距及竖直实际间距;
重复获取测量靶和基准靶的成像画面,得到多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距;
根据多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距,得到相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值。
优选地,所述成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸为:
L=μ*L0/F;
其中,L0为标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离,μ为成像模块的像元尺寸,F为成像模块的焦距;
成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距为:
H1=h1/L=(h1*F)/(μ*L0);
其中,h1为成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距;
成像画面内测量靶和基准靶的竖直实际间距为:
V1=v1/L=(v1*F)/(μ*L0);
其中,v1为成像画面内测量靶和基准靶的竖直像素间距。
优选地,获取测量靶和基准靶的成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距时,步骤如下:
获取测量靶和基准靶的成像画面,并以成像画面中的任一点为原点O、以成像画面的水平方向为x轴、以成像画面的竖直方向为y轴,在成像画面内建立平面直角坐标系O-xy;
获取成像画面内测量靶的像素坐标(a1,b1)和基准靶的像素坐标(x1,y1);
根据成像画面内测量靶的像素坐标(a1,b1)和基准靶的像素坐标(x1,y1),获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距,其中,h1=a1-x1,v1=b1-y1。
优选地,所述位移监测系统还包括校准靶;所述校准靶设置有两个,两个校准靶也位于标准平面内;两个校准靶和基准靶分别安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数;
获取成像画面后,所述位移监测方法还包括以下步骤:
获取两个校准靶之间的测量间距;
获取成像画面内两个校准靶之间的像素距离;
根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸,将成像画面内两个校准靶之间的像素距离转换为实际间距;
根据两个校准靶之间的测量间距和两个校准靶之间的实际间距,得到比例系数;
根据比例系数对测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距进行修正,得到测量靶和基准靶的修正后水平实际间距和修正后竖直实际间距。
本发明的有益效果是:
1)本发明中的位移监测系统及方法用于实现待检测装置的位移监测,自动化程度高,监测结果更为准确。具体地,本发明中的位移监测系统在实施过程中,处理模块可先获取标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离、成像模块的像元尺寸和成像模块的焦距,并根据基准靶与成像模块的镜头之间的测量距离、成像模块的像元尺寸和成像模块的焦距,得到成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸;处理模块再通过成像模块获取测量靶、基准靶和校准靶的成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距;随后,处理模块可根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸,将成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距均转换为水平实际间距及竖直实际间距;处理模块重复获取测量靶和基准靶的成像画面,得到多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距;最后,处理模块根据多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距,得到相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值,由此实现对待检测装置的自动监测,避免人工操作造成的测量不准确,数据连续性差的问题,利于提高用户响应时间;
2)通过两个校准靶,可实现对测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距的修正,利于解决受温度影响后测量的误差问题,从而进一步提升监测结果的准确性。
附图说明
图1是本发明中一种位移监测系统的结构示意图;
图2是本发明中一种位移监测方法的流程图;
图3是进行位移监测方法过程中测量靶发生位移时的示意图;
图4是本发明中偏转角度与误差率的关系图;
图5是本发明中一种电子设备的模块框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。
应当理解,尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元,但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。
应当理解,对于本文中可能出现的术语“和/或”,其仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,同时存在A和B三种情况。
应当理解,还应当注意到在一些备选实施例中,所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
实施例1:
本实施例提供一种位移监测系统,如图1所示,包括成像模块、处理模块、测量靶和基准靶;所述测量靶设置在待检测装置上;所述基准靶位于标准平面内,所述标准平面与成像模块的成像面平行,即标准平面与成像模块的中轴垂直,本实施例中,标准平面为位置相对待检测装置稳定的,可作为待检测装置的监测基准面的平面,应当理解的是,基准靶设置在标准平面内已知的不动点上;所述成像模块的镜头朝向测量靶和基准靶设置,所述成像模块和处理模块通信连接,应当理解的是,成像模块的镜头即为成像模块的拍摄端。需要说明的是,待检测装置可为基坑、护墙等结构,此处不予赘述。
应当理解的是,位移监测系统还可包括报警模块,报警模块用于在任一相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值大于阈值时,进行报警。
本实施例中,所述位移监测系统还包括校准靶;所述校准靶设置有多个,以适用于不同位移程度的待检测装置,多个校准靶均位于标准平面内;多个校准靶和基准靶分别安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数。应当理解的是,校准靶安装于温度膨胀系数较低的定位装置上,例如钢、混凝土等定位装置,由于处于同一类型低温度膨胀系数的定位装置上的两个校准靶之间的距离不会随着温度和环境的变化而变化,因此,可通过任两个校准靶之间的距离进行测量靶和基准靶之间位移监测数据的修正。
需要说明的是,校准靶也可仅设置有1个,该校准靶与基准靶均位于标准平面内,共同安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数。
本实施例中,为减少位移监测系统的装配成本,所述校准靶设置为两个,另外,由于成像模块发生鱼眼畸变时,会导致成像模块成像的中心和四周的像素面积不同,造成任两个校准靶之间距离检测不准,为解决该技术问题,本实施例进一步作出以下改进:两个校准靶之间的距离不超过一米,以提高校准靶之间距离检测的精确度。
本实施例中,所述位移监测系统还包括红外光源,所述红外光源和处理模块通信连接,所述红外光源朝向测量靶和基准靶设置。需要说明的是,红外光源的设置,可实现位移监测系统在夜间等照明状况不佳的环境使用,从而提升本实施例的应用范围。
为进一步提高位移检测的准确度,本实施例中,所述测量靶位于标准平面内,即图1中的测量靶所在面与标准平面重合。
实施例2:
本实施例提供一种位移监测方法,基于实施例1中任一项所述的位移监测系统实现,所述位移监测方法通过处理模块执行,如图2所示,所述位移监测方法包括以下步骤:
S1.获取标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离L0、成像模块的像元尺寸μ和成像模块的焦距F,并根据基准靶与成像模块的镜头之间的测量距离L0、成像模块的像元尺寸μ和成像模块的焦距F,得到成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸L;
S2.获取测量靶、基准靶和校准靶的成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1;
S3.根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸L,将成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1均转换为水平实际间距H1及竖直实际间距V1;
S4.重复获取测量靶和基准靶的成像画面,即返回步骤S2,得到多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距;
S5.根据多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距,得到相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值。应当理解的是,多个成像画面为在指定时间序列内,按相同时间间隔重复获取多个不同时间节点的多个成像画面,如时间序列为24小时,以1小时为时间间隔,则在不同的时间节点(第1时、第2时、……第24时)共可获取24个成像画面;相邻成像画面即在一时间序列内,相邻时间节点的成像画面。
已知第一次得到的成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距H1及竖直实际间距V1,如第二次得到的成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距H2及竖直实际间距V2,第三次得到的成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距H3及竖直实际间距V3,则第二次和第一次得到的成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值为H2-H1、竖直实际间距之间的差值为V2-V1,第三次和第二次得到的成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值为H3-H2、竖直实际间距之间的差值为V3-V2。
多个相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值,可反映待检测装置实时的位移变动情况。
本实施例中,所述成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸L为:
L=μ*L0/F;
其中,L0为标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离,μ为成像模块的像元尺寸,此为成像模块的固定参数,F为成像模块的焦距,即为成像模块的镜头与成像面之间的间距;应当理解的是,像素尺寸的单位为mm/像素;
成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距H1为:
H1=h1/L=(h1*F)/(μ*L0);
成像画面内测量靶和基准靶的竖直实际间距V1为:
V1=v1/L=(v1*F)/(μ*L0)。
获取测量靶和基准靶的成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1时,步骤如下:
S201.获取测量靶和基准靶的成像画面,并以成像画面中的任一点为原点O、以成像画面的水平方向为x轴、以成像画面的竖直方向为y轴,在成像画面内建立平面直角坐标系O-xy;
S202.获取成像画面内测量靶的像素坐标(a1,b1)和基准靶的像素坐标(x1,y1);
S203.根据成像画面内测量靶的像素坐标(a1,b1)和基准靶的像素坐标(x1,y1),获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1,其中,h1=a1-x1,v1=b1-y1。
本实施例中,所述位移监测系统还包括校准靶;所述校准靶设置有两个,两个校准靶也位于标准平面内;两个校准靶和基准靶分别安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数;
需要说明的是,成像模块的支撑基座等材料会因温度的不同而发生微小形变,从而造成成像模块观测物体在成像面上的大小发生变化,如成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1等发生变化,则测量靶和基准靶的水平实际间距H1及竖直实际间距V1的大小也会随之改变,为解决该技术问题,本实施例进一步作出以下改进:
获取测量靶、基准靶和校准靶的成像画面后,步骤S1中,还包括:获取两个校准靶之间的测量间距Q1;
步骤S2中,还包括:获取成像画面内两个校准靶之间的像素距离d1;
具体地,设两个校准靶在平面直角坐标系O-xy中的像素坐标分别为(m1,m2)、(n1,n2),则成像画面内两个校准靶之间的像素距离为:
Figure BDA0003192972310000091
步骤S3和步骤S4之间,还包括以下步骤:
SA1.根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸L,将成像画面内两个校准靶之间的像素距离d1转换为实际间距D1;
SA2.根据两个校准靶之间的测量间距Q1和两个校准靶之间的实际间距D1,得到比例系数K;具体地,K=Q1/D1;
SA3.根据比例系数K对测量靶和基准靶的水平实际间距H1及竖直实际间距V1进行修正,得到测量靶和基准靶的修正后水平实际间距H1’和修正后竖直实际间距V1’。通过校准靶修正环境温度变化造成的数据波动,也能够避免因观测点本身的移动及成像模块温度影响等造成的数据偏差。
具体地,成像画面内测量靶和基准靶的修正后水平实际间距H1’为:
H1’=H1*K=(h1*F*K)/(μ*L0);
成像画面内测量靶和基准靶的竖直实际间距V1’为:
V1’=V1*K=(v1*F*K)/(μ*L0)。
应当理解的是,步骤SA1至SA3也可在步骤S3中执行,此处不予赘述。
标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离L0、两个校准靶之间的测量间距Q1均可通过人工手动获得,也可基于与控制模块通信连接的位移传感器获取,此处不予赘述。
本实施例中,通过两个校准靶,实现对测量靶和基准靶的水平实际间距H1及竖直实际间距V1的修正,利于解决受温度影响后测量的误差问题,从而进一步提升监测结果的准确性。
在此需要说明的是,实施例1和2中的位移监测系统及方法用于实现待检测装置的位移监测,自动化程度高,监测结果更为准确。具体地,位移监测系统在实施过程中,处理模块可先获取标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离L0、成像模块的像元尺寸μ和成像模块的焦距F,并根据基准靶与成像模块的镜头之间的测量距离L0、成像模块的像元尺寸μ和成像模块的焦距F,得到成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸L;处理模块再通过成像模块获取测量靶、基准靶和校准靶的成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1;随后,处理模块可根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸L,将成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距h1及竖直像素间距v1均转换为水平实际间距H1及竖直实际间距V1;处理模块重复获取测量靶和基准靶的成像画面,得到多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距;最后,处理模块根据多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距,得到相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值。由此实现对待检测装置的自动监测,避免人工操作造成的测量不准确,数据连续性差的问题,利于提高用户响应时间。
在此还需要说明的是,如果测量靶不在标准平面内,即测量靶的位移方向与标准平面形成一定的夹角α,则会产生测量误差。根据计量相关行业规范,该误差为系统误差,允许的系统误差在5%内。
如图3所示,假设点P1、P2、P3是沿基坑某条边布设的水平位移监测点,该点的水平位移方向是x’、y’。O点为观测点,观测点位移传感器将对x’方向的水平位移进行监测。传感器视场横坐标为x、主光轴为y,则x与x’将形成夹角α。
以P1测点为例,在x’方向位移了d(mm)(真实值),则在x方向的位移测量结果(测量值)为d*cosα;在偏移角度为α时,水平位移误差率为:
Figure BDA0003192972310000111
根据水平位移误差率计算可得,偏转角度α与误差率σ的关系如图4所示,由此可知,偏转角度达到18°时,将接近5%的误差率。在以往的桥梁、基坑监测技术方案和实际工程案例中,这一角度α基本在5%以下,误差率基本在1%左右。
实施例3:
在实施例1或2的基础上,本实施例公开了一种电子设备,该设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。电子设备可能被称为用于终端、便携式终端、台式终端等,如图5所示,电子设备包括:
存储器,用于存储计算机程序指令;以及,
处理器,用于执行所述计算机程序指令从而完成如实施例1中任一所述的位移监测方法的操作。
具体地,处理器301可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable LogicArray,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(CentralProcessing Unit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器301可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。
存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器801所执行以实现本申请中方法实施例提供的位移监测方法。
在一些实施例中,终端还可选包括有:通信接口303和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地,外围设备包括:射频电路304、显示屏305和电源306中的至少一种。
通信接口303可被用于将I/O(Input/Output,输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。在一些实施例中,处理器301、存储器302和通信接口303被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器301、存储器302和通信接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现,本实施例对此不加以限定。
射频电路304用于接收和发射RF(Radio Frequency,射频)信号,也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。
显示屏305用于显示UI(User Interface,用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。
电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。
实施例4:
在实施例1至3任一项实施例的基础上,本实施例公开了一种计算机可读存储介质,用于存储计算机可读取的计算机程序指令,所述计算机程序指令被配置为运行时执行如实施例2所述的位移监测方法的操作。
需要说明的是,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,可以存储在一个处理器可执行的非易失的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-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
最后应说明的是,本发明不局限于上述可选的实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制,本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准,并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (9)

1.一种位移监测系统,其特征在于:包括成像模块、处理模块、测量靶和基准靶;所述测量靶设置在待检测装置上;所述基准靶位于标准平面内,所述标准平面与成像模块的成像面平行;所述成像模块的镜头朝向测量靶和基准靶设置,所述成像模块和处理模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种位移监测系统,其特征在于:所述位移监测系统还包括校准靶;所述校准靶设置有多个,多个校准靶均位于标准平面内;多个校准靶和基准靶分别安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数。
3.根据权利要求2所述的一种位移监测系统,其特征在于:所述校准靶设置为两个,两个校准靶之间的距离不超过一米。
4.根据权利要求1所述的一种位移监测系统,其特征在于:所述位移监测系统还包括红外光源,所述红外光源和处理模块通信连接,所述红外光源朝向测量靶和基准靶设置。
5.根据权利要求1所述的一种位移监测系统,其特征在于:所述测量靶位于标准平面内。
6.一种位移监测方法,其特征在于:基于权利要求1至5任一项所述的位移监测系统实现,所述位移监测方法通过处理模块执行,所述位移监测方法包括以下步骤:
获取标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离、成像模块的像元尺寸和成像模块的焦距,并根据基准靶与成像模块的镜头之间的测量距离、成像模块的像元尺寸和成像模块的焦距,得到成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸;
获取成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距;
根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸,将成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距均转换为水平实际间距及竖直实际间距;
重复获取测量靶和基准靶的成像画面,得到多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距;
根据多组成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距,得到相邻成像画面中测量靶和基准靶的水平实际间距之间的差值及竖直实际间距之间的差值。
7.根据权利要求6所述的一种位移监测方法,其特征在于:所述成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸为:
L=μ*L0/F;
其中,L0为标准平面与成像模块的镜头之间的测量距离,μ为成像模块的像元尺寸,F为成像模块的焦距;
成像画面内测量靶和基准靶的水平实际间距为:
H1=h1/L=(h1*F)/(μ*L0);
其中,h1为成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距;
成像画面内测量靶和基准靶的竖直实际间距为:
V1=v1/L=(v1*F)/(μ*L0);
其中,v1为成像画面内测量靶和基准靶的竖直像素间距。
8.根据权利要求6所述的一种位移监测方法,其特征在于:获取测量靶和基准靶的成像画面,然后获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距时,步骤如下:
获取测量靶和基准靶的成像画面,并以成像画面中的任一点为原点O、以成像画面的水平方向为x轴、以成像画面的竖直方向为y轴,在成像画面内建立平面直角坐标系O-xy;
获取成像画面内测量靶的像素坐标(a1,b1)和基准靶的像素坐标(x1,y1);
根据成像画面内测量靶的像素坐标(a1,b1)和基准靶的像素坐标(x1,y1),获取成像画面内测量靶和基准靶的水平像素间距及竖直像素间距,其中,h1=a1-x1,v1=b1-y1。
9.根据权利要求6所述的一种位移监测方法,其特征在于:所述位移监测系统还包括校准靶;所述校准靶设置有两个,两个校准靶也位于标准平面内;两个校准靶和基准靶分别安装在不同的定位装置上,所述定位装置的温度膨胀系数小于待检测装置的温度膨胀系数;
获取成像画面后,所述位移监测方法还包括以下步骤:
获取两个校准靶之间的测量间距;
获取成像画面内两个校准靶之间的像素距离;
根据成像面上位于标准平面内物体的像素尺寸,将成像画面内两个校准靶之间的像素距离转换为实际间距;
根据两个校准靶之间的测量间距和两个校准靶之间的实际间距,得到比例系数;
根据比例系数对测量靶和基准靶的水平实际间距及竖直实际间距进行修正,得到测量靶和基准靶的修正后水平实际间距和修正后竖直实际间距。
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