CN113653107B - 基于5g+信息化基坑监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于5G+信息化基坑监测方法，包括如下步骤：于基坑内设置多个监控标靶；于基坑的边缘对应监控标靶架设信息收集器，通过信息收集器实时拍摄监控标靶从而形成监控视频数据；对监控视频数据进行运算分析以获得监控标靶的实时坐标信息；将实时坐标信息通过显示器予以显示。本发明通过架设的信息收集器可实现基坑的实时监测，能够实时掌控基坑的安全动态，大大提高了基坑的监测效率，对基坑监测得到的监控标靶的实时坐标信息进行实时显示，有效提高风险预防能力，无需安排人员值守，能够减低人工成本。

Description

基于5G+信息化基坑监测方法及系统

技术领域

本发明涉及基坑施工工程领域，特指一种基于5G+信息化基坑监测方法及系统。

背景技术

基坑监测在项目中，一般是由外部单位第三方完成，费用高，对接较多。常规基坑监测的方法，是特定选点，埋棱镜，做观测墩，使用全站仪器监测，测定初始坐标数值，后期同坐标数值对比后，得出监测结果。这样的检测方式测量点位固定，无法根据现场情况自由监测，检测时需要人员值守，人工成本高，测定得到坐标数值后，需要人工计算，误差大，且多采用固定时间监测，无法实时了解到基坑的变形情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于5G+信息化基坑监测方法及系统，解决现有的基坑监测方法存在监测点位固定难以自由调整，监测人工成本高，人工计算误差大以及固定时间监测无法实时了解基坑变形情况等的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种基于5G+信息化基坑监测方法，包括如下步骤：

于基坑内设置多个监控标靶；

于基坑的边缘对应所述监控标靶架设信息收集器，通过所述信息收集器实时拍摄所述监控标靶从而形成监控视频数据；

对所述监控视频数据进行运算分析以获得所述监控标靶的实时坐标信息；以及

将所述实时坐标信息通过显示器予以显示。

本发明的基坑监测方法通过架设的信息收集器可实现基坑的实时监测，能够实时掌控基坑的安全动态，大大提高了基坑的监测效率，对基坑监测得到的监控标靶的实时坐标信息进行实时显示，有效提高风险预防能力，无需安排人员值守，能够减低人工成本。本发明通过信息化方式解决现场问题，能够避免人工计算带来误差大的问题。且施工现场的监控标靶可根据需要进行增设，只要新增的监控标靶在信息收集器的拍摄范围即可，解决了常规监测方法中点位固定难以自由调整的问题。

本发明基于5G+信息化基坑监测方法的进一步改进在于，在架设信息收集器时，于所述基坑内靠近监控标靶的位置设置对应的控制标靶；

利用所述控制标靶计算得到所述信息收集器的坐标信息。

本发明基于5G+信息化基坑监测方法的进一步改进在于，所架设的信息收集器上设置有两个高清摄像头，通过所述高清摄像头对所述监控标靶进行实时拍摄从而形成监控视频数据。

本发明基于5G+信息化基坑监测方法的进一步改进在于，所架设的信息收集器上还设有两个红外发射器，通过所述红外发射器实时监测所述信息收集器的位置变化。

本发明基于5G+信息化基坑监测方法的进一步改进在于，还包括：

设定所述监控标靶的初始坐标信息；

在获得所述监控标靶的实时坐标信息后，比对所述实时坐标信息与所述初始坐标信息以获得所述监控标靶的实时位移量；

判断所述实时位移量与设定位移值的大小，若所述实时位移量大于所述设定位移值，则进行报警提示。

本发明还提供了一种基于5G+信息化基坑监测系统，包括：

设于基坑内的多个监控标靶；

设于所述基坑边缘处并与所述监控标靶相对应的信息收集器，用于实时拍摄所述监控标靶以形成监控视频数据；

与所述信息收集器通信连接的处理平台，用于对所述监控视频数据进行运算分析以获得所述监控标靶的实时坐标信息；以及

与所述处理平台通信连接的显示器，用于对所述实时坐标信息进行显示。

本发明基于5G+信息化基坑监测系统的进一步改进在于，还包括设于所述基坑内并靠近所述监控标靶的控制标靶，通过所述控制标靶计算得到所述信息收集器的坐标信息。

本发明基于5G+信息化基坑监测系统的进一步改进在于，所述信息收集器上设有两个高清摄像头，用于对所述监控标靶进行实时拍摄从而形成监控视频数据。

本发明基于5G+信息化基坑监测系统的进一步改进在于，所述信息收集器上还设有两个红外发射器，用于实时监测所述信息收集器的位置变化。

本发明基于5G+信息化基坑监测系统的进一步改进在于，所述处理平台还用于设定所述监控标靶的初始坐标信息，进而比对所述实时坐标信息与所述初始坐标信息以得到所述监控标靶的实时位移量，并判断所述实时位移量与设定位移值的大小，在所述实时位移量大于所述设定位移值时则进行报警提示。

附图说明

图1为本发明基于5G+信息化基坑监测系统设于基坑处的俯视图。

图2为本发明基于5G+信息化基坑监测方法及系统中监测原理图。

图3为本发明基于5G+信息化基坑监测方法及系统中所用的信息收集器的结构示意图。

图4为本发明基于5G+信息化基坑监测方法及系统中监控标靶的结构示意图。

图5为本发明基于5G+信息化基坑监测方法及系统中控制标靶的结构示意图。

图6为本发明基于5G+信息化基坑监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种基于5G+信息化基坑监测方法及系统，用于解决常规基坑监测方法多采用固定时间人工监测的方式存在的测量点位较为固定，无法根据现场情况自由监测，检测需要人员值守，项目上无法实时了解监测情况等的问题。本发明通过高频数据采集，自动统计、分析，进行趋势研判和预警的监测方式，可实时检测，异常可自动报警，实时掌控安全动态，将风险控制在可控范围内。下面结合附图对本发明基于5G+信息化基坑监测方法及系统进行说明。

参阅图1，显示了本发明基于5G+信息化基坑监测系统设于基坑处的俯视图。下面结合图1，对本发明基于5G+信息化基坑监测系统进行说明。

如图1所示，本发明的基于5G+信息化基坑监测系统包括监控标靶22、信息收集器21、处理平台以及显示器。其中监控标靶22有多个，且设于基坑10内；信息收集器21设于基坑10的边缘处，信息收集器21与监控标靶22相对应设置，用于实施拍摄监控标靶22以形成监控视频数据；处理平台与信息收集器21通信连接，用于对监控视频数据进行运算分析一获得监控标靶22的实时坐标信息；显示器与处理平台通信连接，用于对实时坐标信息进行显示。

本发明的基坑监测系统将信息收集器设于基坑的边缘而不会对基坑的施工产生任何的影响，保证了基坑施工的顺利进行，且设置好信息收集器后无需人员看守，节省人工成本，能够实时的对基坑进行监测，大大提高了基坑监测的效率。

在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，本发明的基坑监测系统还包括设于基坑10内并靠近监控标靶22的控制标靶23，通过控制标靶23计算得到信息收集器21的坐标信息。具体地，在架设信息收集器21时，先在基坑10的侧壁11处设置多个控制标靶23，控制标靶23最少设置三个，控制标靶23的坐标信息已知，在架设信息收集器21时，选取与监控标靶22呈一定角度的位置设置信息收集器21，信息收集器21固定好后，利用信息收集器21拍摄控制标靶23，得到包括有控制标靶23的视频数据，对该视频数据进行运算分析，基于已知的控制标靶23的坐标信息计算得到信息收集器21的坐标信息。

较佳地，如图5所示，控制标靶23为方形标识板，在该方形标识板的中部设置有一正方形标贴，该正方形标贴通过横纵设置的中轴线分隔形成四个小正方形，该四个小正方形中位于对角处的两个颜色相同。正方形的中心点的坐标信息即为控制标靶23的坐标信息，该正方形的四个角点的坐标信息也已知。在基坑监测系统的初始阶段，利用已知的控制标靶23的坐标信息，计算得到信息收集器21的坐标信息，便于之后利用该信息收集器21的坐标信息计算监控标靶22的实时坐标信息。

在本发明的一种具体实施方式中，如图3所示，信息收集器21上设有两个高清摄像头211，高清摄像头211用于对监控标靶进行实时拍摄从而形成监控视频数据。

较佳地，两个高清摄像头211呈上下设置，通过两个高清摄像头211对监控标靶进行实时拍摄。两个高清摄像头211所拍摄的视频从两个角度反映了监控标靶的位置信息，而两个高清摄像头211拍摄的视角及视角差已知，结合信息收集器21的坐标信息，能够运算分析得出监控标靶的实时坐标信息。

处理平台通过5G信息网络与两个高清摄像头通信连接，实时获取两个高清摄像头拍摄的监控视频数据，进而通过设定的算法公式计算得出各个监控标靶的实时坐标信息，并将该实时坐标信息进行存储和显示。

又佳地，如图4所示，控制标靶22为方形板，该方形板内设有多个同心圆，该些同心圆的圆心即为控制标靶22的中心点，也就是监测系统需计算的实时坐标信息的位置点。

在本发明的一种具体实施方式中，如图3所示，信息收集器21上还设有两个红外发射器212，两个红外发射器212发射红外线的方向不同，通过设置的红外发射器212监测信息收集器21的位置变化。

具体地，红外发射器212的发射方向固定好后，通过红外发射器212发射红外线能够测量该红外发射器212与一设定物体之间的距离，在信息收集器21处于位置稳定状态时，也即位置不动时，该红外发射器212检测到的距离信息不变，若红外发射器212检测到的距离信息发生变化时，则表明该信息收集器21发生了位置变化，此时需要提醒处理平台重新定位信息收集器21的位置。

较佳地，红外发射器212与处理平台通过5G信息网络通信连接，将实时检测到的信息收集器21与设定物体之间的距离信息发送给处理平台，处理平台通过比较该距离信息与初始的距离是否一致，来判断该信息收集器21是否发生移位，若是则重新计算信息收集器21的坐标信息。对应红外发射器212设置的设定物体为设于基坑边缘的反射靶，该反射靶固定在地面上。设置了两个红外发射器212，在两个红外发射器212检测到的距离均发生变化时，能够表明是信息收集器21发生了移位。若只有一个红外发射器212发生了距离变化，则表明是设定的反射靶发生了移位，则需提醒施工人员进行现场调整。

在一较佳实施方式中，在红外发射器212检测到信息收集器21发生移位时，现场测量控制标靶的新坐标信息，并将控制标靶的新坐标信息输入到处理平台内，处理平台根据控制标靶的新坐标信息计算得出信息收集器21的新的坐标信息。进而利用红外发射器212的检测距离来检验信息收集器21的新的坐标信息是否准确，若否则重新测量控制标靶的坐标并重新进行计算。

在另一较佳实施方式中，利用红外发射器212检测到的两个距离信息计算信息收集器21的新的坐标信息。两个反射靶的坐标信息在设置时已知，假定该两个反射靶的位置不变，可根据两个反射靶的坐标及两个距离计算得出信息收集器21的新的坐标信息。

在本发明的一种具体实施方式中，处理平台还用于设定监控标靶的初始坐标信息，进而比对实时坐标信息与初始坐标信息以得到监控标靶的实时位移量，并判断该实时位移量与设定位移值的大小，在实时位移量大于设定位移值时则进行报警提示。

在基坑监测系统初始运行时，处理平台先实时计算几组监控标靶的坐标信息，对几组坐标信息求均值而作为监控标靶的初始坐标信息进行存储。之后利用该初始坐标信息与后续的实时坐标信息进行比对，求差值以得到监控标靶的实时位移量，该位移量包括水平位移距离和竖直位移距离，其中的竖直位移距离表示基坑的沉降量。依据施工设计要求来选取设定位移值，在实时位移量在设定位移值的范围内时，表明基坑的位移满足规范要求，在实时位移量超出设定位移值的范围时，表明基坑的位移不满足规范要求，需要进行报警提示。

处理平台处设有报警提示模块，通过报警提示模块进行报警提示。较佳地，报警提示模型可通过显示器上显示报警信息以完成报警提示，还可以向施工人员的手机发送短消息进行报警提示。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，在设置信息收集器21时，将信息收集器21设置在基坑的角部处，让信息收集器21的拍摄范围能够覆盖至少两个侧壁11。若基坑为方形，可在方形的两个角部处各设置一个信息收集器21，如此就能够对基坑四个侧壁完成实时的监测了。

在本发明的一种具体实施方式中，显示器设于基坑处的工作室内，能够便于施工现场的工作人员随时查看。处理平台可安装在一PC机上，该PC机也可以设于该工作室内。另一较佳实施方式中，处理平台为云端平台，利用云端平台进行智能运算，再将结果发送至显示器处予以显示。云端平台还可支持多方访问，允许多个终端登录并进行实时查看。

在本发明的一种具体实施方式中，根据需要在基坑的侧壁对应的位置设置新的监控标靶，处理平台接收到监测视频数据后，通过图像识别获得新的监控标靶的图像，进而自动的计算该新的监控标靶的实时坐标信息，将该新的监控标靶的实时坐标信息通过显示器予以显示。在另一较佳实时方式中，还可以通过输入指令的方式控制处理平台计算新的监控标靶的坐标信息。

本发明的基坑监测系统能够方便的增加监测点位，可满足工程施工要求，实现简单方便，且成本低。

在本发明的一种具体实施方式中，处理平台还用于对存储的实时坐标信息进行汇总分析，以形成对应监控标靶的位置变化曲线图，进而将该位置变化曲线图进行存储和通过显示器予以显示。

本发明的基坑监测系统的有益效果为：

实时的对基坑进行视频观察，监测点位可视化，且形成的监测视频数据能够存储以备追溯。

监测点位布设便利，不会影响基坑施工，监测点位可随需求进行增减，操作方便。

监测数据可靠，全自动化采集，数据实时存储，信息反馈速度快，对超阈值的情况能够及时报警提示。

本发明还提供了一种基于5G+信息化基坑监测方法，下面对该监测方法进行说明。

如图6所示，本发明的基于5G+信息化基坑监测方法，包括如下步骤：

执行步骤S101，于基坑内设置多个监控标靶；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，于基坑的边缘对应监控标靶架设信息收集器，通过信息收集器实时拍摄监控标靶从而形成监控视频数据；接着执行步骤S103；

执行步骤S103，对监控视频数据进行运算分析以获得监控标靶的实时坐标信息；接着执行步骤S104；

执行步骤S104，将实时坐标信息通过显示器予以显示。

在本发明的一种具体实施方式中，在架设信息收集器时，于基坑内靠近监控标靶的位置设置对应的控制标靶；

利用控制标靶计算得到信息收集器的坐标信息。

较佳地，控制标靶23最少设置三个，控制标靶23的坐标信息已知，在架设好信息收集器21好后，利用信息收集器21拍摄控制标靶23，得到包括了控制标靶23的视频数据，对该视频数据进行运算分析，基于已知的控制标靶23的坐标信息计算得到信息收集器21的坐标信息。

在本发明的一种具体实施方式中，所架设的信息收集器上设置有两个高清摄像头，通过高清摄像头对监控标靶进行实时拍摄从而形成监控视频数据。

在本发明的一种具体实施方式中，所架设的信息收集器上还设有两个红外发射器，通过红外发射器实时监测信息收集器的位置变化。

较佳地，两个红外发射器发射的红外线的方向不同，对应的为每一红外发射器设置一个反射靶，利用红外发射器实时检测信息收集器距反射靶的距离。若两个距离均发生变化，则表明该信息收集器发生了位移，需要重新定位该信息收集器的坐标信息。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

设定监控标靶的初始坐标信息；

在获得监控标靶的实时坐标信息后，比对实时坐标信息与初始坐标信息以获得监控标靶的实时位移量；

判断实时位移量与设定位移值的大小，若实时位移量大于设定位移值，则进行报警提示。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于5G+信息化基坑监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

于基坑内设置多个监控标靶；

监控标靶为方形板，该方形板内设有多个同心圆，该些同心圆的圆心即为控制标靶的中心点，也就是监测系统需计算的实时坐标信息的位置点；

于基坑的边缘对应所述监控标靶架设信息收集器，通过所述信息收集器实时拍摄所述监控标靶从而形成监控视频数据；

对所述监控视频数据进行运算分析以获得所述监控标靶的实时坐标信息；以及

将所述实时坐标信息通过显示器予以显示；

在架设信息收集器时，于所述基坑内靠近监控标靶的位置设置对应的控制标靶；信息收集器与监控标靶相对应设置；

控制标靶为方形标识板，在该方形标识板的中部设置有一正方形标贴，该正方形标贴通过横纵设置的中轴线分隔形成四个小正方形，该四个小正方形中位于对角处的两个颜色相同；

利用所述控制标靶计算得到所述信息收集器的坐标信息；

所架设的信息收集器上还设有两个红外发射器，两个红外发射器发射红外线的方向不同，通过所述红外发射器实时监测所述信息收集器的位置变化；

红外发射器的发射方向固定好后，通过红外发射器发射红外线能够测量该红外发射器与一设定物体之间的距离；在信息收集器处于位置稳定状态时，也即位置不动时，该红外发射器检测到的距离信息不变，若红外发射器检测到的距离信息发生变化时，则表明该信息收集器发生了位置变化，此时需要提醒处理平台重新定位信息收集器的位置；

在红外发射器检测到信息收集器发生移位时，现场测量控制标靶的新坐标信息，并将控制标靶的新坐标信息输入到处理平台内，处理平台根据控制标靶的新坐标信息计算得出信息收集器的新的坐标信息；

所架设的信息收集器上设置有两个高清摄像头，两个高清摄像头呈上下设置，通过所述高清摄像头对所述监控标靶进行实时拍摄从而形成监控视频数据。

2.如权利要求1所述的基于5G+信息化基坑监测方法，其特征在于，还包括：

设定所述监控标靶的初始坐标信息；

在获得所述监控标靶的实时坐标信息后，比对所述实时坐标信息与所述初始坐标信息以获得所述监控标靶的实时位移量；

判断所述实时位移量与设定位移值的大小，若所述实时位移量大于所述设定位移值，则进行报警提示。

3.一种采用权利要求1所述的基于5G+信息化基坑监测方法的基于5G+信息化基坑监测系统，其特征在于，包括：

设于基坑内的多个监控标靶；

监控标靶为方形板，该方形板内设有多个同心圆，该些同心圆的圆心即为控制标靶的中心点，也就是监测系统需计算的实时坐标信息的位置点；

设于所述基坑边缘处并与所述监控标靶相对应的信息收集器，用于实时拍摄所述监控标靶以形成监控视频数据；

与所述信息收集器通信连接的处理平台，用于对所述监控视频数据进行运算分析以获得所述监控标靶的实时坐标信息；信息收集器与监控标靶相对应设置；以及

与所述处理平台通信连接的显示器，用于对所述实时坐标信息进行显示；

还包括设于所述基坑内并靠近所述监控标靶的控制标靶，通过所述控制标靶计算得到所述信息收集器的坐标信息；

控制标靶为方形标识板，在该方形标识板的中部设置有一正方形标贴，该正方形标贴通过横纵设置的中轴线分隔形成四个小正方形，该四个小正方形中位于对角处的两个颜色相同；

所述信息收集器上还设有两个红外发射器，两个红外发射器发射红外线的方向不同，用于实时监测所述信息收集器的位置变化；

红外发射器的发射方向固定好后，通过红外发射器发射红外线能够测量该红外发射器与一设定物体之间的距离；

所述信息收集器上设有两个高清摄像头，两个高清摄像头呈上下设置，用于对所述监控标靶进行实时拍摄从而形成监控视频数据。

4.如权利要求3所述的基于5G+信息化基坑监测系统，其特征在于，所述处理平台还用于设定所述监控标靶的初始坐标信息，进而比对所述实时坐标信息与所述初始坐标信息以得到所述监控标靶的实时位移量，并判断所述实时位移量与设定位移值的大小，在所述实时位移量大于所述设定位移值时则进行报警提示。

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