CN116950148A - 一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备 - Google Patents

一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116950148A
CN116950148A CN202310913373.7A CN202310913373A CN116950148A CN 116950148 A CN116950148 A CN 116950148A CN 202310913373 A CN202310913373 A CN 202310913373A CN 116950148 A CN116950148 A CN 116950148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
machine vision
measuring instrument
vision measuring
observation
representing
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.)
Pending
Application number
CN202310913373.7A
Other languages
English (en)
Inventor
姚哲琪
刘俊生
胡园园
鲍其胜
曹晓春
刘宜洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Surveying And Mapping Research Institute Co ltd
Original Assignee
Nanjing Surveying And Mapping Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Surveying And Mapping Research Institute Co ltd filed Critical Nanjing Surveying And Mapping Research Institute Co ltd
Priority to CN202310913373.7A priority Critical patent/CN116950148A/zh
Publication of CN116950148A publication Critical patent/CN116950148A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02—Foundation pits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras

Abstract

本发明公开了一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备，该平差方法包括：在基坑的4个角落分别布设观测桩，在每一个观测桩上架设一台机器视觉测量仪，确定机器视觉测量仪的方位角；在每一台机器视觉测量仪的观测方向延长线上布设一个不动点，并在基坑的任意一条边上布设多个待测点标靶；观测一段时间后，通过机器视觉测量仪获取每个观测桩的观测偏移量并计算出观测桩间的距离变化值；通过每个观测桩的观测偏移量以及观测桩间的距离变化值建立平差方程；建立法方程和最小范数条件，求解平差方程，获取观测桩位移参数的最优估计结果，改正到待测点标靶的观测数据中。该方法有效填补了在复杂基坑环境下的摄影测量高精度解决方案。

Description

一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备
技术领域
本发明涉及建筑工程基坑监测技术领域，具体地，涉及一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备。
背景技术
在社会经济快速发展的背景下，基坑工程向深、大方向不断发展，开挖时间长，施工程序复杂，施工难度大，并且基坑周围环境条件复杂，使得基坑工程具有更高的危险性。上述客观条件对基坑监测的自动化和信息化提出了更高的要求，其中水平位移自动化监测受制于高成本、高精度要求、受周边环境影响较大等现状，始终没有成本可控、便于普及的解决方案。
公开号CN218238722U一种基坑顶部位移智能视觉监测分析预警系统，将可调节靶标固定在基坑顶部与智能视觉识别模块相对布置，智能视觉识别模块与智能采集控制模块通过导线连接，智能采集控制模块与云平台通过网络连接，云平台对接收到的数据解析和计算，通过与设定的允许变形量阈值比对，不同阈值区间用相应的颜色标识，以测点颜色的不同表征测点安全状态，并下发告警信息到指定接收人；利用客户端直观可视化各测点变形与预警信息。但该申请未体现具体观测误差和布网形式，未考虑不同测项对机器视觉摄影测量仪的适配性，无法在实际项目中保证数据精度和可靠性。
公开号CN103821126A一种基坑三维变形的监测方法，通过测量机器视觉测量仪拍照获取基坑坡面的监测照片信息，然后利用近景摄影测量技术对监测照片进行信息处理，并获得基坑坡面监测点的三维坐标，经过不同时刻拍照获得不同时间点的三维坐标，绘制全部监测点的三维坐标随时间变化的趋势图，同时获得全部监测点在监测过程中的位移量，从而预测各监测点的变形趋势。但上述技术方案受限于照片视点位置的不可控性，无法保证往复观测精度一致，无法应用于长期高精度基坑监测。
综上，现有技术从宏观角度探讨了摄影测量应用于基坑监测的解决方案，但没有探讨在基坑工程的复杂环境中，由于整体沉降、观测设备姿态倾斜、大气折光等因素引起的摄影测量观测数据误差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备，该基坑工程水平位移控制平差方法有效填补了在复杂基坑环境下的摄影测量高精度解决方案，为机器视觉摄影测量在基坑工程中的应用提供了有力的支持。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种基坑工程水平位移控制平差方法，具体包括如下步骤：
步骤1、在基坑的4个角落分别布设观测桩，4个观测桩满足通视条件，在每个观测桩上安装供全站仪观测的标靶，使用全站仪采集四个观测桩的初始坐标，并根据四个观测桩的初始坐标得出基坑的四条边长度；
步骤2、在每一个观测桩上架设一台机器视觉测量仪，确定机器视觉测量仪的方位角；
步骤3、在每一台机器视觉测量仪的观测方向延长线上布设一个不动点，并在基坑的任意一条边上布设多个待测点标靶；
步骤4、观测一段时间后，通过机器视觉测量仪获取每个观测桩的观测偏移量并计算出观测桩间的距离变化值；
步骤5、通过每个观测桩的观测偏移量以及观测桩间的距离变化值建立平差方程；
步骤6、建立法方程和最小范数条件，求解平差方程，获取观测桩位移参数的最优估计结果；
步骤7、将观测桩位移参数的最优估计结果改正到待测点标靶的观测数据中。
进一步地，所述通视条件为：将观测桩顶中心以上20cm位置作为视点，四个视点连线路径中无遮挡。
进一步地，所述机器视觉测量仪按照顺时针顺序分别命名A机器视觉测量仪、B机器视觉测量仪、C机器视觉测量仪、D机器视觉测量仪，并且A机器视觉测量仪照准B机器视觉测量仪，B机器视觉测量仪照准C机器视觉测量仪，C机器视觉测量仪照准D机器视觉测量仪，D机器视觉测量仪照准A机器视觉测量仪。
进一步地，每个不动点均能在四台机器视觉测量仪上观测到。
进一步地，所述平差方程的建立过程为：
LA+vA＝△KA⊥A+εA△KB⊥AB
LB+vB＝△KB⊥BC+εB△KC⊥BC
LC+vC＝△KC⊥C+εC△KD⊥CD
LD+vD＝△KD⊥DA+εD△KA⊥DA
△AB+v1＝△KAAB+△KBAB
△BC+c2＝△KBBC+△KCBC
△CD+c3＝△KCCD+△KDCD
△DA+v4＝△KDAD+△KAAD
其中，LA表示A机器视觉测量仪的观测数据，LB表示B机器视觉测量仪的观测数据，LC表示C机器视觉测量仪的观测数据，LD表示D机器视觉测量仪的观测数据；vA表示LA的改正数，vB表示LB的改正数，vC表示LC的改正数，vD表示LD的改正数；εA表示A机器视觉测量仪观测值偏移量与B机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εB表示B机器视觉测量仪观测值偏移量与C机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εC表示C机器视觉测量仪观测值偏移量与D机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εD表示D机器视觉测量仪观测值偏移量与A机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数；△AB表示观测到AB边长变化量，△BC表示观测到BC边长变化量，△CD表示观测到CD边长变化量，△DA表示观测到DA边长变化量；v1表示△AB的改正数，v2表示△BC的改正数，v3表示△CD的改正数，v4表示△DA的改正数；△KA⊥a表示A机器视觉测量仪垂直于AB边方向的位移分量，KB⊥AB表示B机器视觉测量仪垂直于AB边方向的位移分量，△KB⊥BC表示B机器视觉测量仪垂直于BC边方向的位移分量，△KC⊥BC表示C机器视觉测量仪垂直于BC边方向的位移分量，△KC⊥CD表示C机器视觉测量仪垂直于CD边方向的位移分量，△KD⊥CD表示D机器视觉测量仪垂直于CD边方向的位移分量；△KAAB表示A机器视觉测量仪平行于AB边方向的位移分量，△KBAB表示B机器视觉测量仪平行于AB边方向的位移分量，△KBBC表示B机器视觉测量仪平行于BC边方向的位移分量，△KCBC表示C器视觉测量仪平行于BC边方向的位移分量，△KCCD表示C机器视觉测量仪平行于CD边方向的位移分量，△KDCD表示D机器视觉测量仪平行于CD边方向的位移分量，△KDAD表示D机器视觉测量仪平行于AD边方向的位移分量，△KAAD表示A机器视觉测量仪平行于AD边方向的位移分量。
进一步地，步骤6中建立的法方程为：
所述最小范数条件为：
其中，B表示观测桩坐标变化量转换到机器视觉测量仪观测方向位移分量的计算参数，P表示由机器视觉测量仪自身观测误差及边长量测误差系数组合，l表示服从均值为零、方差为正态分布的观测误差向量，/>表示观测桩位移参数的最优估计结果。
进一步地，观测桩位移参数的最优估计结果的获取过程为：
其中，N表示法方程系数，N＝BTPB。
进一步地，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序使计算机执行所述的基坑工程水平位移控制平差方法。
进一步地，本发明还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现所述的基坑工程水平位移控制平差方法。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明基坑工程水平位移控制平差方法通过机器视觉测量仪获取基于图像的平面信息，结合平差算法对观测数据的位移偏差进行计算和分析，相比单纯的摄影测量，该方法可以提供更高的监测精度，实现更准确的位移测量；本发明基坑工程水平位移控制平差方法采用非接触式的监测，无需人工干预，能够快速采集和处理图像数据，这使得监测可以在较短的时间内完成，并且可以实现实时或近实时的位移监测，从而及时发现和响应基坑水平位移的变化。相对于传统的物理测量方法，基于机器视觉测量仪的基坑工程水平位移控制平差方法无需大量的人力和物力投入，操作简单，只需使用机器视觉测量仪进行图像采集，并通过计算方法进行数据处理和位移计算，降低了监测过程的复杂度和成本，提高了监测的效率和经济性。本发明基坑工程水平位移控制平差方法适用于各种基坑工程，包括建筑、地下工程、土木工程等，无论是小型基坑还是大型基坑，该方法都具有普适性和适用性。
附图说明
图1为本发明中机器视觉测量仪的布置示意图；
图2为本发明基坑工程水平位移控制平差方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步地解释说明。
如图2为本发明基坑工程水平位移控制平差方法的流程图，该基坑工程水平位移控制平差方法具体包括如下步骤：
步骤1、在基坑的4个角落分别布设观测桩，4个观测桩满足通视条件：以观测桩顶中心以上20cm位置作为视点，四个视点连线路径中无遮挡；在每个观测桩上安装供全站仪观测的标靶，为机器视觉测量仪提供观测条件；使用全站仪采集四个观测桩的初始坐标，并根据四个观测桩的初始坐标得出基坑的四条边长度。
步骤2、在每一个观测桩上架设一台机器视觉测量仪，确定机器视觉测量仪的方位角；如图1，机器视觉测量仪按照顺时针顺序分别命名A机器视觉测量仪、B机器视觉测量仪、C机器视觉测量仪、D机器视觉测量仪，并且A机器视觉测量仪照准B机器视觉测量仪，B机器视觉测量仪照准C机器视觉测量仪，C机器视觉测量仪照准D机器视觉测量仪，D机器视觉测量仪照准A机器视觉测量仪。
步骤3、在每一台机器视觉测量仪的观测方向延长线上布设一个不动点，保证每个不动点均能在四台机器视觉测量仪上观测到，并在基坑的任意一条边上布设多个待测点标靶，作为观测数据改正对象。
步骤4、观测一段时间后，通过机器视觉测量仪获取每个观测桩的观测偏移量并计算出观测桩间的距离变化值；每个观测桩的观测偏移量包括：水平和垂直方向上的位移量。
步骤5、通过每个观测桩的观测偏移量以及观测桩间的距离变化值建立平差方程：
LA+vA＝△KA⊥AB+εA△KB⊥A
LB+vB＝△KB⊥BC+εB△KC⊥BC
LC+vC＝△KC⊥CD+εC△KD⊥CD
LD+vD＝△KD⊥DA+εD△KA⊥DA
△AB+v1＝△KAAB+△KBAB
△BC+c2＝△KBBC+△KCBC
△CD+v3＝△KCCD+△KDCD
△DA+v4＝△KDAD+△KAAD
其中，LA表示A机器视觉测量仪的观测数据，LB表示B机器视觉测量仪的观测数据，LC表示C机器视觉测量仪的观测数据，LD表示D机器视觉测量仪的观测数据；vA表示LA的改正数，vB表示LB的改正数，vC表示LC的改正数，vD表示LD的改正数；εA表示A机器视觉测量仪观测值偏移量与B机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εB表示B机器视觉测量仪观测值偏移量与C机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εC表示C机器视觉测量仪观测值偏移量与D机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εD表示D机器视觉测量仪观测值偏移量与A机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数；△AB表示观测到AB边长变化量，△BC表示观测到BC边长变化量，△CD表示观测到CD边长变化量，△DA表示观测到DA边长变化量；v1表示△AB的改正数，v2表示△BC的改正数，v3表示△CD的改正数，v4表示△DA的改正数；△KA⊥aB表示A机器视觉测量仪垂直于AB边方向的位移分量，KB⊥AB表示B机器视觉测量仪垂直于AB边方向的位移分量，△KB⊥BC表示B机器视觉测量仪垂直于BC边方向的位移分量，△KC⊥B表示C机器视觉测量仪垂直于BC边方向的位移分量，△KC⊥CD表示C机器视觉测量仪垂直于CD边方向的位移分量，△KD⊥CD表示D机器视觉测量仪垂直于CD边方向的位移分量；△KAAB表示A机器视觉测量仪平行于AB边方向的位移分量，△KBAB表示B机器视觉测量仪平行于AB边方向的位移分量，△KBBC表示B机器视觉测量仪平行于BC边方向的位移分量，△KCBC表示C器视觉测量仪平行于BC边方向的位移分量，△KCCD表示C机器视觉测量仪平行于CD边方向的位移分量，△KDCD表示D机器视觉测量仪平行于CD边方向的位移分量，△KDAD表示D机器视觉测量仪平行于AD边方向的位移分量，△KAAD表示A机器视觉测量仪平行于AD边方向的位移分量。
步骤6、建立法方程和最小范数条件，求解平差方程，获取观测桩位移参数的最优估计结果；具体地，本发明中建立的法方程为：用于求解观测值与模型参数之间的最优拟合关系，这个方程使得观测值的误差在最小二乘准则下为零，从而得到模型未知参数的最优估计，考虑到法方程系数阵N＝BTPB为奇异矩阵，方程有无穷多个解。因此，在最小二乘准则的基础上，还需要附加最小范数条件/>以确保所求平差值为最优。其中，B表示观测桩坐标变化量转换到机器视觉测量仪观测方向位移分量的计算参数，由观测方向方位角获得计算数值，由所在边位置关系决定正负关系，采用向基坑内为正，向基坑外为负的原则；P表示由机器视觉测量仪自身观测误差及边长量测误差系数组合；根据最小二乘法的假设，观测值误差满足高斯-马尔可夫假设，l表示服从均值为零、方差为/>正态分布的观测误差向量，/>表示观测桩位移参数的最优估计结果。
本发明中观测桩位移参数的最优估计结果的获取过程为：
其中，N表示法方程系数，N＝BTPB。
步骤7、将观测桩位移参数的最优估计结果改正到待测点标靶的观测数据中。
本发明基坑工程水平位移控制平差方法适用于机器视觉摄影测量仪测量条件下的基坑水平位移监测，解决了机器视觉摄影测量应用与基坑工程的过程中，受到观测仪器姿态俯仰、倾斜，观测基准点自身形变等因素造成的观测数据误差过大的问题，提高了机器视觉摄影测量在基坑现场替代传统水平位移监测的可行性。
在本发明的一个技术方案中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序使计算机执行所述的基坑工程水平位移控制平差方法。
在本发明的一个技术方案中，还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现所述的基坑工程水平位移控制平差方法。
实施例
以项目基坑为例，该基坑形状接近矩形，面积为2235平方米，周长为215米，挖深约为10.5米。在基坑的四个角落埋设了规格为：直径15厘米、高150厘米的混凝土观测桩，使用全站仪采集四个观测桩的初始坐标：
A点坐标：461.1575，291.4429
B点坐标：473.0562，220.2408
C点坐标：435.0554，214.3112
D点坐标：425.3936，278.6754
通过计算，得到四个观测桩间的距离Ki(单位：米)：
AB边长K1：72.1894米
BC边长K2：38.4606米
CD边长K3：65.0853米
DA边长K4：37.9745米
确定机器视觉测量仪观测方向的方位角azimuth[i](单位：弧度制)：
AB方向azimuth[1]：4.87797弧度
BC方向azimuth[2]：3.29638弧度
CD方向azimuth[3]：1.719795弧度
DA方向azimuth[4]：0.34289弧度
将四个观测点安装机器视觉摄影测量仪，并在基坑桩顶安装标靶，远处设置参考标靶。调整机器视觉测量仪的焦距、曝光等参数，并在C机器视觉测量仪的观测方向上安装四个待测点标靶，分别命名为c1、c2、c3，记录每个待测点标靶距离C机器视觉测量仪的距离矩阵Ki：
c1距离：23米
c2距离：35米
c3距离：45米
通过对参考标靶进行的标定，对观测数据进行改正，消除机器视觉测量仪姿态俯仰和倾斜对观测误差的影响后，得到观测点的初始值。
针对机器视觉摄影测量机器视觉测量仪自身水平位移对不同距离上的观测标靶的影响进行对比试验后，得到改正系数方程(适用于20～100米范围内)：
εi＝1.18326*Ki^(-0.02944)-0.00333*Ki+0.177
其中Ki表示四个观测桩间的距离；
随后持续观测一段时间后，收集四个机器视觉测量仪点位观测到的变形数据ΔN，及三个待测点标靶c1、c2、c3的观测数据ΔNc(观测数据取垂直于对应基坑边方向，正值表示向坑内，单位：米)，以及四条边长的变化量ΔL：
ΔN数据：[0.00376,0.00566,0.00584,-0.00279]
ΔNc数据：[0.0053,0.0061,0.0078]
计算了四条边长的变化量(单位：米)：
ΔL数据：[0.00395,0.00471,-0.00316,0.00313]
根据摄影测量观测数据及方位角，计算垂直于每个点位观测方向的8*8变形值分量系数矩阵B(代表基准点坐标变化量转换机器视觉测量仪观测方向位移分量的计算参数)：
B{1,1}＝-cos(azimuth[1])*εi；
B{1,2}＝cos(azimuth[1])
…………
B{7,8}＝-cos(azimuth[3])
B{8,8}＝cos(azimuth[3])
计算结果如下：
根据摄影测量观测数据的变化量和边长的变化量建立观测值矩阵L：
根据机器视觉摄影测量观测精度、观测点随机器视觉测量仪位置变形产生的误差系数，以及全站仪的距离观测精度，建立观测数据权阵P：
P{1,1}＝(K1*0.005772-0.05384)2/(K1*0.005772-0.05384)2
P{2,2}＝(K2*0.005772-0.05384)2/(K1*0.005772-0.05384)2
………
P{7,7}＝(K3*10-3+0.6)2/(K1*0.005772-0.05384)2
P{8,8}＝(K4*10-3+0.6)2/(K1*0.005772-0.05384)2
计算结果如下：
计算法方程系数矩阵N：
N＝BTPB
计算N*N矩阵的广义逆矩阵D。
计算改正值矩阵K_cor：
Kcor＝NDBTPL
计算结果(单位：米)：
[0.00223,0.00679,0.00283,0.00516,
-0.00562,-0.00160,0.00377,0.00233]
其中，前四个数据表示垂直于机器视觉摄影测量观测方向的改正值，后四个数据代表边长变化量改正值。
根据观测数据ΔN(单位：米)：
ΔN数据：[0.00376,0.00566,0.00584,-0.00279]
以及标靶距离Ki(单位：米)：
Ki数据：[23,35,45]
其中，观测标靶所在机器视觉测量仪位移观测数据改正值为2.83mm。
最终，每个待测标靶的改正值计算如下(单位：毫米)：
Δ改＝2.83*εi
＝[3.34,3.19,3.07,2.90]
该数据体现在实际观测中，表现为机器视觉测量仪自身向坑内发生一定的位移，导致观测结果相较于真实数值偏小。
改正前的待测点观测数据：
c1：5.30毫米
c2：6.10毫米
c3：7.80毫米
改正后的待测点观测数据：
c1：8.64毫米
c2：9.29毫米
c3：10.87毫米。
在本申请所公开的实施例中，计算机存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。计算机存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。计算机存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1、在基坑的4个角落分别布设观测桩，4个观测桩满足通视条件，在每个观测桩上安装供全站仪观测的标靶，使用全站仪采集四个观测桩的初始坐标，并根据四个观测桩的初始坐标得出基坑的四条边长度；
步骤2、在每一个观测桩上架设一台机器视觉测量仪，确定机器视觉测量仪的方位角；
步骤3、在每一台机器视觉测量仪的观测方向延长线上布设一个不动点，并在基坑的任意一条边上布设多个待测点标靶；
步骤4、观测一段时间后，通过机器视觉测量仪获取每个观测桩的观测偏移量并计算出观测桩间的距离变化值；
步骤5、通过每个观测桩的观测偏移量以及观测桩间的距离变化值建立平差方程；
步骤6、建立法方程和最小范数条件，求解平差方程，获取观测桩位移参数的最优估计结果；
步骤7、将观测桩位移参数的最优估计结果改正到待测点标靶的观测数据中。
2.根据权利要求1所述的一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，所述通视条件为：将观测桩顶中心以上20cm位置作为视点，四个视点连线路径中无遮挡。
3.根据权利要求2所述的一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，所述机器视觉测量仪按照顺时针顺序分别命名A机器视觉测量仪、B机器视觉测量仪、C机器视觉测量仪、D机器视觉测量仪，并且A机器视觉测量仪照准B机器视觉测量仪，B机器视觉测量仪照准C机器视觉测量仪，C机器视觉测量仪照准D机器视觉测量仪，D机器视觉测量仪照准A机器视觉测量仪。
4.根据权利要求3所述的一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，每个不动点均能在四台机器视觉测量仪上观测到。
5.根据权利要求4所述的一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，所述平差方程的建立过程为：
LA+vA＝ΔKA⊥AB+εAΔKB⊥AB
LB+vB＝ΔKB⊥BC+εBΔKC⊥BC
LC+vC＝ΔKC⊥CD+εCΔKD⊥CD
LD+vD＝ΔKD⊥DA+εDΔKA⊥DA
ΔAB+v1＝ΔKAAB+ΔKBAB
ΔBC+v2＝ΔKBBC+ΔKCBC
ΔCD+v3＝ΔKCCD+ΔKDCD
ΔDA+v4＝ΔKDAD+ΔKAAD
其中，LA表示A机器视觉测量仪的观测数据，LB表示B机器视觉测量仪的观测数据，LC表示C机器视觉测量仪的观测数据，LD表示D机器视觉测量仪的观测数据；vA表示LA的改正数，vB表示LB的改正数，vC表示LC的改正数，vD表示LD的改正数；εA表示A机器视觉测量仪观测值偏移量与B机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εB表示B机器视觉测量仪观测值偏移量与C机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εC表示C机器视觉测量仪观测值偏移量与D机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数，εD表示D机器视觉测量仪观测值偏移量与A机器视觉测量仪垂直于观测方向位移的换算关系系数；ΔAB表示观测到AB边长变化量，ΔBC表示观测到BC边长变化量，ΔCD表示观测到CD边长变化量，ΔDA表示观测到DA边长变化量；v1表示ΔAB的改正数，v2表示ΔBC的改正数，v3表示ΔCD的改正数，v4表示ΔDA的改正数；ΔKA⊥AB表示A机器视觉测量仪垂直于AB边方向的位移分量，KB⊥AB表示B机器视觉测量仪垂直于AB边方向的位移分量，ΔKB⊥BC表示B机器视觉测量仪垂直于BC边方向的位移分量，ΔKC⊥BC表示C机器视觉测量仪垂直于BC边方向的位移分量，ΔKC⊥CD表示C机器视觉测量仪垂直于CD边方向的位移分量，ΔKD⊥CD表示D机器视觉测量仪垂直于CD边方向的位移分量；ΔKAAB表示A机器视觉测量仪平行于AB边方向的位移分量，ΔKBAB表示B机器视觉测量仪平行于AB边方向的位移分量，ΔKBBC表示B机器视觉测量仪平行于BC边方向的位移分量，ΔKCBC表示C器视觉测量仪平行于BC边方向的位移分量，ΔKCCD表示C机器视觉测量仪平行于CD边方向的位移分量，ΔKDCD表示D机器视觉测量仪平行于CD边方向的位移分量，ΔKDAD表示D机器视觉测量仪平行于AD边方向的位移分量，ΔKAAD表示A机器视觉测量仪平行于AD边方向的位移分量。
6.根据权利要求5所述的一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，步骤6中建立的法方程为：
所述最小范数条件为：
其中，B表示观测桩坐标变化量转换到机器视觉测量仪观测方向位移分量的计算参数，P表示由机器视觉测量仪自身观测误差及边长量测误差系数组合，l表示服从均值为零、方差为正态分布的观测误差向量，/>表示观测桩位移参数的最优估计结果。
7.根据权利要求6所述的一种基坑工程水平位移控制平差方法，其特征在于，观测桩位移参数的最优估计结果的获取过程为：
其中，N表示法方程系数，N＝BTPB。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序使计算机执行如权利要求1-7任一项所述的基坑工程水平位移控制平差方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的基坑工程水平位移控制平差方法。
CN202310913373.7A 2023-07-25 2023-07-25 一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备 Pending CN116950148A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310913373.7A CN116950148A (zh) 2023-07-25 2023-07-25 一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310913373.7A CN116950148A (zh) 2023-07-25 2023-07-25 一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116950148A true CN116950148A (zh) 2023-10-27

Family

ID=88456102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310913373.7A Pending CN116950148A (zh) 2023-07-25 2023-07-25 一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116950148A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117433444A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 中铁第一勘察设计院集团有限公司 基于机器视觉测量仪的基坑变形监测方法及系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117433444A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 中铁第一勘察设计院集团有限公司 基于机器视觉测量仪的基坑变形监测方法及系统
CN117433444B (zh) * 2023-12-21 2024-03-15 中铁第一勘察设计院集团有限公司 基于机器视觉测量仪的基坑变形监测方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012257827B2 (en) Calibration method for a device having a scan function
CN106092059B (zh) 一种基于多点拟合的结构物平面位移监测方法
CN105486235B (zh) 一种球机视频画面中的目标度量方法
CN108106801A (zh) 桥隧病害非接触检测系统及检测方法
CN111161358B (zh) 一种用于结构光深度测量的相机标定方法和装置
CN106813590B (zh) 外浮顶储罐变形检测方法
CN116950148A (zh) 一种基坑工程水平位移控制平差方法、存储介质及设备
CN105115560A (zh) 一种船舱舱容的非接触测量方法
CN106197292A (zh) 一种建筑物位移监测方法
CN112197741B (zh) 基于扩展卡尔曼滤波的无人机slam技术测量倾斜角系统
CN110207676A (zh) 一种田沟塘参数的获取方法及装置
CN108180926A (zh) 一种面阵相机imu视准轴误差地面检测方法
CN109887041A (zh) 一种机械臂控制数字相机摄影中心位置和姿态的方法
CN104535078A (zh) 一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法
Korpela Geometrically accurate time series of archived aerial images and airborne lidar data in a forest environment
CN207456381U (zh) 提高激光跟踪仪测量精度的装置
Dreier et al. The potential of UAV-based laser scanning for deformation monitoring. case study on a water dam
CN111047552B (zh) 三维挠度测量方法及相关产品
CN111102918B (zh) 一种立方镜坐标系的自动化测量系统
Höhle The assessment of the absolute planimetric accuracy of airborne laserscanning
CN107152916B (zh) 一种基于视觉测量的大气折光校正方法
CN104596485A (zh) 一种摄影超站仪单相片测定竖直目标物任意处高度及宽度方法
WO2022126339A1 (zh) 土木结构变形监测方法及相关设备
El-Ashmawy Using smart phones for deformations measurements of structures
Marjetič et al. Determining the non-verticality of tall chimneys using the laser scanning approach

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