CN118009892A - 匾额监测预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种匾额监测预警方法及系统，其中，该方法应用于匾额监测预警系统中的处理设备，该方法包括：获取被监测匾额处于预期位置时各激光测距传感器发射的激光所监测到的基准距离信息；基于各激光测距传感器的方位信息和基准距离信息，确定各监测点的基准位置信息以及被监测匾额的基准面参数；根据当前监测时刻各激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息、基准位置信息以及基准面参数，确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在被监测匾额姿态出现姿态异常时输出预警指示。本申请通过激光测距传感器实现对匾额的无接触测量，在不对匾额造成损坏的同时也降低了作业人员的安全风险。

Description

匾额监测预警方法及系统

技术领域

本申请涉及监测技术领域，具体而言，涉及一种匾额监测预警方法及系统。

背景技术

匾额作为一种常见的建筑装饰在各个场所得到广泛使用。但由于匾额长期暴露在外部环境中，用于固定匾额的螺丝、挂钩等固定装置难免会出现松动、锈蚀等现象，严重影响了匾额的牢固度和稳定性，并且匾额可能出现掉落现象，存在严重的安全隐患。

为了预防匾额的高空坠落，监测匾额的位移情况是非常有必要的。目前，常用的匾额位移监测方法是在匾额上安装倾角等传感器进行监测，以在匾额姿态出现位移等异常情况时及时进行预警。采用上述方法虽然能够实现对匾额位移的监测，但安装倾角等传感器需要在匾额上打孔或利用胶水等粘接剂，不可避免会对匾额造成损坏。此外，匾额一般安装在较高的位置，对于作业人员来说难以到达安装位置且存在一定的安全风险。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种匾额监测预警方法及系统，以解决现有技术中在有接触监测预警过程中会对匾额造成损坏，且对于作业人员具有一定的安全风险的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种匾额监测预警方法，应用于匾额监测预警系统中的处理设备，所述匾额监测预警系统中包括：所述处理设备以及与所述处理设备通信连接的激光测距监测装置，所述激光测距监测装置固定安装在被监测匾额所在区域内的预设位置，所述激光测距监测装置中包括多个激光测距传感器，各所述激光测距传感器分别用于向所述被监测匾额上的一个监测点发射激光；所述方法包括：

获取所述被监测匾额处于预期位置时各激光测距传感器发射的激光所监测到的基准距离信息；

基于各所述激光测距传感器的方位信息和所述基准距离信息，确定各监测点的基准位置信息以及所述被监测匾额的基准面参数；

根据当前监测时刻各所述激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息、所述基准位置信息以及所述基准面参数，确定所述被监测匾额姿态是否出现异常，并在所述被监测匾额姿态出现异常时输出预警指示。

第二方面，本申请实施例提供了一种匾额监测预警系统，所述匾额监测预警系统中包括：处理设备以及与所述处理设备通信连接的激光测距监测装置；

所述激光测距监测装置固定安装在被监测匾额所在区域内的预设位置，所述激光测距监测装置中包括多个激光测距传感器，各所述激光测距传感器分别用于向所述被监测匾额上的一个监测点发射激光，并根据所发射的激光确定与监测到的监测点的距离信息；

所述处理设备用于获取各所述激光测距传感器所监测到的距离信息，并基于第一方面任一项所述的方法对被监测匾额进行监测。

第三方面，本申请实施例提供了一种处理设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，在处理设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如上述第一方面任一所述匾额监测预警方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一所述匾额监测预警方法的步骤。

根据本申请实施例的匾额监测预警方法及系统，基于处理设备和与处理设备通信连接的激光测距监测装置构建能够对被监测匾额实现无接触监测的匾额监测预警系统，其中激光测距监测装置中包括多个激光测距传感器，各激光测距传感器可向被监测匾额上对应的监测点发射激光，进而根据所发射的激光监测各激光测距传感器与对应监测点之间的基准距离信息。在此基础上，结合各激光测距传感器的方位信息确定各监测点的基准位置信息以及被监测匾额的基准面参数，然后再根据当前监测时刻各激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息，判断被监测匾额是否出现位移，进而确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在被监测匾额姿态出现异常的情况下输出预警指示。根据本申请，基于全自动监测预警系统，通过激光测距传感器实现对匾额的无接触测量，获取各激光测距传感器与被监测匾额上各监测点的距离，分析确定距离变化、方位变化来预警被监测匾额的稳定性，以在被监测匾额姿态出现异常时进行预报警，如此即不会对被监测匾额造成损坏，同时也降低了作业人员的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种匾额监测预警系统的架构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种激光测距监测装置的架构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种匾额监测预警系统方法的流程示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种基准信息确定方法的流程示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种异常监测确定方法的流程示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种姿态变化信息确定方法的流程示意图；

图7示出了本申请实施例提供的一种处理设备的结构示意图。

具体实施方式

匾额的固定方法有很多，例如钉固法、螺丝固定法、接口固定法、磁贴固定法和支架固定法等，不同的固定方法适用于不同的匾额材质和安装位置，为了确保匾额的牢固度，增加匾额的使用寿命，选择合适的固定方法是非常重要的。针对古建筑上的匾额，由于匾额安装在墙上或梁上的时间少则几十年，多则几百年，时间越久，用于固定安装匾额的钉固、螺丝、挂钩等就会出现松动、锈蚀等现象，对匾额的稳定性造成影响，且很容易出现掉落问题，存在极大的安全隐患。

为了预防匾额的高空坠落，需要对匾额的位移进行监测，以预报匾额的稳定性。目前常用的方法是在匾额上安装倾角等传感器来监测匾额的移位情况，但对古建筑上的高空匾额来说，不能在匾额上打孔破损匾额，或者利用胶水腐蚀匾额等方式安装传感器，且古建筑上的匾额安装位置较高，作业人员也难以到达。因此，需要采用无接触测量的方法对匾额进行监测预警。

图1示出了本申请实施例提供的一种匾额监测预警系统的架构图。参照图1所示，该匾额监测预警系统包括处理设备10和与处理设备通信连接的激光测距监测装置11，激光测距监测装置11中包括多个激光测距传感器110，各激光测距传感器110分别用于向被监测匾额12上的一个监测点发射激光，并根据所发射的激光确定与监测到的监测点的距离信息。其中，为避免对被监测匾额12造成损坏，激光测距监测装置11并不直接安装在被监测匾额12上，而是固定安装在被监测匾额12所在区域内的预设位置，例如将激光测距监测装置11安装在监测工作基墩13上，并将监测工作基墩13设置在被监测匾额12所在区域内相对稳定的基岩或岩土上，且保证激光测距监测装置11中的各激光测距传感器110与被监测匾额12上监测点的连线无遮挡。

示例性地，其中，监测工作基墩13可埋设于距离被监测匾额12约20m的基岩上，监测工作基墩13的材料为不锈钢管，外径约400mm，高度约1.2m。各激光测距传感器量程在30m～50m，精度不大于5mm。

参照图2所示，激光测距监测装置11中除包括多个激光测距传感器110之外，还包括数据采集传感器111，数据采集传感器111与处理设备10通信连接，由数据采集传感器111采集各激光测距传感器110根据所发射的激光所确定的与被监测匾额上监测到的监测点的距离信息，并将距离信息发送给处理设备10，以对被监测匾额进行监测。

示例性地，将激光测距监测装置11安装在监测工作基墩13上，并调整激光测距传感器110的方位，以使各激光测距传感器110分别对准被监测匾额12上的监测点，并采集各激光测距传感器110与监测到的监测点的距离信息，由数据采集传感器111将距离信息发送给处理设备10，处理设备10读取各激光测距传感器110监测到的距离信息，并计算被监测匾额12所在监测面的方位和倾角，并结合距离变化、方位变化和倾角变化，按照预先设定的安全阈值，对被监测匾额12发生高空坠落的可能性进行预报警。

基于此，通过激光测距监测装置、处理设备和监测工作基墩形成全自动监测预警系统，激光测距监测装置安装于监测工作基墩上，而监测工作基墩又设置在相对稳定的基岩或岩土上，所以不涉及到在被监测匾额上进行打孔，也不需要作业人员进行高空作业以安装监测设备，因此不会对被监测匾额造成破坏，也降低了作业人员的安全风险。以此，根据本申请实施例提供的一种匾额监测预警系统，能够实现对被监测匾额的无接触测量，且对被监测匾额坠落的可能性进行预报警。

下面结合上述图1和图2示出的匾额监测预警系统中描述的内容，对本申请实施例提供的匾额监测预警系统方法进行详细说明。

图3示出了本申请实施例提供的一种匾额监测预警系统方法的流程示意图。该方法应用于匾额监测预警系统中的处理设备，参照图3所示，该方法具体包括如下步骤：

S301、获取被监测匾额处于预期位置时各激光测距传感器发射的激光所监测到的基准距离信息。

可选地，由于各激光测距传感器110并未直接安装在被监测匾额12上，而是安装在设置在监测工作基墩13上，为确保各激光测距传感器110能够准确地根据所发射的激光监测到基准距离信息，需要确保各激光测距传感器110与对应监测点的连线无遮挡，以使各激光测距传感器110对应的激光点需要与被监测匾额12上预先设置的监测点重合。其中，预期位置是指被监测匾额12未发生移位时的位置。

在各激光测距传感器110与对应监测点的连线无遮挡的情况下，各激光测距传感器110能够自动计算激光发射点距离监测点的距离，进而得到所述基准距离信息。然后在数据采集传感器111与处理设备10通信连接的情况下，通过数据采集传感器111采集并读取各激光测距传感器110监测到的基准距离信息，并将该基准距离信息发送给处理设备10。

S302、基于各激光测距传感器的方位信息和基准距离信息，确定各监测点的基准位置信息以及被监测匾额的基准面参数。

可选地，激光测距传感器110的数量与被监测匾额12上预先设置的监测点的数量是相同的，也即激光测距传感器与监测点是一一对应的关系。但由于各监测点所处的位置不同，各监测点对应的激光测距传感器所处的方位也各不相同。

在处理设备10接收到数据采集传感器111发送的基准距离信息后，结合各激光测距传感器110的方位信息，例如方位角和倾角等，确定各监测点的基准位置信息，该基准位置信息指各监测点相对于激光测距传感器发射激光的远点的位置坐标。进一步的，在三维空间坐标系中，利用各监测点的基准位置信息确定被监测匾额12所在的平面，构建被监测匾额12的基准面方程，并确定被监测匾额12的基准面参数。

S303、根据当前监测时刻各激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息、基准位置信息以及基准面参数，确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在被监测匾额姿态出现异常时输出预警指示。

可选地，采用相同的方式再利用各激光测距传感器110监测当前监测时刻各激光测距传感器110的激光发射点与被监测匾额12上对应监测点的距离，得到当前监测时刻的实际距离信息，再由数据采集传感器111采集并读取各激光测距传感器110监测到的实际距离信息，并将该实际距离信息发送给处理设备10，以使处理设备10在接收到数据采集传感器111发送的实际距离信息后，结合基准位置信息和基准面参数分析被监测匾额12是否由移动、移位或转动，进而确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在被监测匾额姿态出现异常的情况下进行预报警。

由此，根据本申请实施例的一种匾额监测预警方法，根据各激光测距传感器所发射的激光监测各激光测距传感器与对应监测点之间的基准距离信息，结合各激光测距传感器的方位信息确定各监测点的基准位置信息以及被监测匾额的基准面参数，然后再根据当前监测时刻各激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息，判断被监测匾额是否出现位移，进而确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在被监测匾额姿态出现异常的情况下输出预警指示。根据本申请，基于全自动监测预警系统，通过激光测距传感器实现对匾额的无接触测量，获取各激光测距传感器与被监测匾额上各监测点的距离，分析确定距离变化、方位变化来预警被监测匾额的稳定性，以在被监测匾额姿态出现异常时进行预报警，如此即不会对被监测匾额造成损坏，同时也降低了作业人员的安全风险。

作为一种可能的实现方式，上述步骤S301获取被监测匾额处于预期位置时各激光测距传感器发射的激光所监测到的基准距离信息，包括：

在被监测匾额处于预期位置时，控制各激光测距传感器进行方位调整，以使各激光测距传感器发射的激光与各激光测距传感器对应的监测点重合；

读取各激光测距传感器根据发射的激光所得到的距离信息，得到基准距离信息。

示例性地，激光测距监测装置11内安装有九个激光测距传感器110，分别与被监测匾额12上的监测点对应。监测点包括被监测匾额12的左侧边缘中间点、右侧边缘中间点、上侧边缘中间点、下侧边缘中间点、离左侧边缘四分之一宽度与离上侧边缘四分之一高度的点、离左侧边缘四分之一宽度与离下侧边缘四分之一高度的点、离右侧边缘四分之一宽度与离上侧边缘四分之一高度的点、离右侧边缘四分之一宽度与离下侧边缘四分之一高度的点以及被监测匾额12的中心点。

结合图1和图2所示，在被监测匾额12上预先设置监测点A、B、C、D、E、F、G、H、K，将各激光测距传感器110发射激光的激光原点记为O，则图1中所示的OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG、OH、OK对应连线的长度即为各激光测距传感器110与对应监测点的基准距离。示例性地，将图1中所示的OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG、OH、OK对应连线的长度分别记作L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、L₉，即得到上述基准距离信息。

需要说明的是，上述监测点的位置和数量可根据实际情况进行设置和调整，并不局限于上述实例，但监测点的数量与激光测距传感器的数量应保持一致。

基于此，利用激光测距传感器获取激光测距传感器的激光发射点到被监测匾额上各监测点的距离，进而实现对被监测匾额的无接触测量。

作为一种可能的实现方式，结合图3和图4所示，上述步骤S302基于各激光测距传感器的方位信息和基准距离信息，确定各监测点的基准位置信息以及被监测匾额的基准面参数，具体包括如下步骤：

S401、根据激光测距传感器的方位角和倾角，以及基准距离信息，确定监测点相对于激光测距传感器的坐标信息，得到监测点的基准位置信息。

可选地，为了确保各激光测距传感器发射的激光与各激光测距传感器对应的监测点重合，能够得到准确的基准距离信息，需要控制各激光监测传感器进行方位调整，且因各激光监测传感器对应监测的监测点所在位置的不同，所以各激光测距传感器的方位角和倾角也各不相同。

示例性地，将激光测距监测装置11安置于监测工作基墩13上并固定，调试各激光测距传感器110的测试方位，使激光点分别对准被监测匾额12的上侧边缘中间点A、下侧边缘中间点B、左侧边缘中间点C、右侧边缘中间点D、离左侧边缘四分之一宽度与离上侧边缘四分之一高度的点E、离右侧边缘四分之一宽度与离上侧边缘四分之一高度的点F、离左侧边缘四分之一宽度与离下侧边缘四分之一高度的点G、离右侧边缘四分之一宽度与离下侧边缘四分之一高度的点H以及被监测匾额的中心点K上。然后量测各激光测距传感器110的测试方位，即连线OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG、OH和OK的方位角和倾角，并将各激光测距传感器110的方位角分别记为β₁、β₂、β₃、β₄、β₅、β₆、β₇、β₈和β₉，将各激光测距传感器110的倾角分别记为α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈和α₉。

示例性地，根据激光测距传感器的方位角和倾角，以及基准距离信息，利用如下公式(1)、(2)、(3)确定各监测点相对于激光测距传感器的坐标信息(x_oi，y_oi，z_oi)：

x_oi＝L_icosα_icosβ_i (1)

y_oi＝L_icosα_isinβ_i (2)

z_oi＝L_isinα_i (3)

其中，x_oi表示各监测点相对于激光测距传感器的横坐标，y_oi表示各监测点相对于激光测距传感器的纵坐标，z_oi表示各监测点相对于激光测距传感器的竖坐标，L_i表示基准距离信息，α_i表示各激光测距传感器的倾角，β_i表示各激光测距传感器的方位角。

基于此，根据激光测距传感器的方位角和倾角，以及基准距离信息，并利用上述表达式的函数关系，确定监测点相对于激光测距传感器的三维坐标，即得到各监测点的基准位置信息。

S402、根据被监测匾额上各监测点的基准位置信息以及基准距离信息，确定被监测匾额的基准面参数。

可选地，被监测匾额是否出现移位等异常情况，不仅依赖于各激光测距传感器与对应监测点之间的距离信息是否发生变化进行判断，同样也依赖于被监测匾额是否发生倾斜等信息进行判断，而被监测匾额是否发生倾斜则需要借助被监测匾额所在监测面进行判断，也即需要确定被监测匾额的基准面参数。

作为一种可能的实现方式，上述步骤S402具体包括：获取表征被监测匾额所在平面的第一函数关系，第一函数关系由空间常数和空间坐标变量构成；基于各监测点的基准位置信息以及各监测点对应的基准距离信息，确定被监测匾额的基准面参数。

示例性地，根据空间几何原理，表征被监测匾额所在平面的第一函数关系如下公式(4)所示：

ax+by+cz+d＝0 (4)

其中，a、b、c、d表示被监测匾额所在面的空间常数，也即基准面参数，x、y、z表示空间坐标变量。

作为一种可能的实现方式，基于各监测点的基准位置信息以及各监测点对应的基准距离信息，确定被监测匾额的基准面参数具体包括：基于各监测点的基准位置信息以及各监测点对应的基准距离信息，构建被监测匾额对应的第二函数关系；利用最小二乘法确定第二函数关系的最小值，将第二函数关系具有最小值时的函数常参数作为被监测匾额的基准面参数。

示例性地，第二函数关系如下公式(5)所示：

其中，(x_oi，y_oi，z_oi)表示被监测匾额上各监测点A、B、C、D、E、F、G、H、K相对于O点的坐标，也即各监测点的基准位置信息，n表示监测点的数量，L_i表示各监测点对应的基准距离信息，a、b、c、d表示被监测匾额所在面的空间常数，也即基准面参数。

示例性地，根据数值拟合求解理论，采用最小二乘法求解f(a，b，c，d)函数的最小值。当函数f(a，b，c，d)最小值时对应的a、b、c、d值即为被监测匾额的基准面参数对应的取值。

基于此，基于最小二乘法预测实际值与预测值之间差距最小的特性，采用最小二乘法求解f(a，b，c，d)函数的最小值，并将f(a，b，c，d)最小值时对应的a、b、c、d值作为被监测匾额的基准面参数对应的取值，能够确保被监测匾额的基准面参数的准确性，进而为判断被监测匾额姿态是否出现异常奠定准确的数据基础。

作为一种可能的实现方式，结合图3和图5所示，上述步骤S303根据当前监测时刻各激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息、基准位置信息以及基准面参数，确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在被监测匾额姿态出现异常时输出预警指示，具体包括如下步骤：

S501、根据各激光测距传感器对应的实际距离信息以及基准距离信息，确定当前监测时刻对应的实际面参数。

示例性地，采集并读取当前监测时刻各激光测距传感器110到被监测匾额上各监测点A点、B点、C点、D点、E点、F点、G点和K点的实际距离信息，例如分别记为和在得到当前监测时刻各激光测距传感器对应的实际距离信息后，采用同样的方式，结合上述公式(1)、(2)、(3)确定当前监测时刻各监测点相对于激光测距传感器的位置坐标，并结合基准距离信息，确定当前监测时刻对应的实际面参数。

S502、根据实际面参数以及基准面参数，确定被监测匾额的姿态变化信息。

作为一种可能的实现方式，结合图5和图6所示，上述步骤S502具体包括：

S601、根据实际面参数，确定当前监测时刻对应的实际监测面的倾角和方位角。

示例性地，在确定当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的实际面参数后，即可确定当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的法线，进一步确定当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的法线与x、y、z轴的夹角余弦l、m、n，从而根据夹角余弦l、m、n确定当前监测时刻对应的实际监测面的倾角和方位角。

示例性地，利用如下公式(6)、(7)、(8)分别确定当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的法线与x、y、z轴的夹角余弦l、m、n：

其中，l表示当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的法线与x轴的夹角余弦，m表示当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的法线与y轴的夹角余弦，n表示当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的法线与z轴的夹角余弦，a1、b1、c1、d1表示被监测匾额当前监测时刻对应的实际面参数。

示例性地，在得到被监测匾额当前监测时刻对应的实际面参数后，利用如下公式(9)、(10)确定当前监测时刻对应的实际监测面的倾角和方位角：

α＝sin^-1n (9)

其中，α表示当前监测时刻对应的实际监测面的倾角，β表示当前监测时刻对应的实际监测面的方位角。

基于此，根据当前监测时刻被监测匾额所在实际监测面的实际面参数，确定被监测匾额所在实际监测面的法线，进而计算实际面参数的法线与x、y、z轴的夹角余弦，从而结合夹角余弦与方位角和倾角之间的函数关系，准确计算当前监测时刻对应的实际监测面的倾角和方位角。

S602、根据基准面参数，确定被监测匾额位于预期位置时所形成面的倾角和方位角。

示例性地，采用同样的方式，利用上述公式(6)、(7)、(8)所示的函数关系，基于基准面参数a、b、c、d分别确定被监测匾额位于预期位置时所形成面的法线与x、y、z轴的夹角余弦l1、m1、n1。并利用上述公式(9)、(10)所示的函数关系，基于夹角余弦l1、m1、n1确定被监测匾额位于预期位置时所形成面的倾角和方位角。

S603、根据实际监测面的倾角和方位角，以及所形成面的倾角和方位角，确定被监测匾额的姿态变化信息。

示例性地，在得到实际监测面的倾角和方位角，以及所形成面的倾角和方位角后，比较计算被监测匾额的倾向α^t和走向β^t，进而分析被监测匾额的倾角和走向的变化，确定被监测匾额的姿态变化信息。

S503、根据各激光测距传感器对应的实际距离信息以及基准距离信息，确定距离变化信息。

示例性地，根据各激光测距传感器对应的基准距离信息L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、L₉，以及当前监测时刻各激光测距传感器对应的实际距离信息和分析确定各激光测距传感器与对应监测点之间的距离变化，具体的，利用实际距离信息与基准距离信息作差。

基于此，通过各激光测距传感器对应的实际距离信息以及基准距离信息分析确定各激光测距传感器与对应监测点之间的距离变化，以分析被监测匾额是否有移动、移位或转动，以对被监测匾额的稳定性进行预报警。

S504、根据姿态变化信息以及距离变化信息，确定被监测匾额姿态是否出现异常。

示例性地，基于基准距离信息L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、L₉和实际距离信息和确定距离变化信息，以及基于倾向α^t和走向β^t确定的被监测匾额的姿态变化信息，比较分析各测距、倾向和走向的变化，进而确定被监测匾额姿态是否出现异常，以预示被监测匾额是否有移动、移位或转动，或者存在高空坠落的可能性。

基于此，利用激光测距传感器实现对被监测匾额的无接触测量，并形成全自动监测预报警系统，在此基础上，通过获取测量几点到匾额上各测点的距离，计算分析距离、倾角、方位的变化来预报警被监测匾额的稳定性，其实现原理与结构简单、实用，可用于对古建筑等领域的被监测匾额进行位移监测和稳定性预报警，以推广对被监测牌匾的安全监控，且具有良好的经济效益和社会效益。

本申请实施例还提供了一种处理设备，如图7所示，为本申请实施例提供的处理设备700结构示意图，包括：处理器701、存储器702，可选地，还可以包括总线703。所述存储器702存储有所述处理器701可执行的机器可读指令，当处理设备700运行时，所述处理器701与所述存储器702之间通过总线703通信，所述机器可读指令被所述处理器701执行时执行如上任一所述的匾额监测预警方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上任一所述的匾额监测预警方法的步骤。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种匾额监测预警方法，其特征在于，应用于匾额监测预警系统中的处理设备，所述匾额监测预警系统中包括：所述处理设备以及与所述处理设备通信连接的激光测距监测装置，所述激光测距监测装置固定安装在被监测匾额所在区域内的预设位置，所述激光测距监测装置中包括多个激光测距传感器，各所述激光测距传感器分别用于向所述被监测匾额上的一个监测点发射激光；所述方法包括：

获取所述被监测匾额处于预期位置时各激光测距传感器发射的激光所监测到的基准距离信息；

基于各所述激光测距传感器的方位信息和所述基准距离信息，确定各监测点的基准位置信息以及所述被监测匾额的基准面参数；

根据当前监测时刻各所述激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息、所述基准位置信息以及所述基准面参数，确定被监测匾额姿态是否出现异常，并在所述被监测匾额姿态出现异常时输出预警指示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述被监测匾额处于预期位置时各激光测距传感器发射的激光所监测到的基准距离信息，包括：

在所述被监测匾额处于所述预期位置时，控制各所述激光测距传感器进行方位调整，以使各所述激光测距传感器发射的激光与各所述激光测距传感器对应的监测点重合；

读取各所述激光测距传感器发射的激光所得到的距离信息，得到所述基准距离信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述激光测距传感器的方位信息和所述基准距离信息，确定各监测点的基准位置信息以及所述被监测匾额的基准面参数，包括：

根据所述激光测距传感器的方位角和倾角，以及所述基准距离信息，确定所述监测点相对于所述激光测距传感器的坐标信息，得到所述监测点的基准位置信息；

根据所述被监测匾额上各监测点的基准位置信息以及基准距离信息，确定所述被监测匾额的基准面参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述被监测匾额上各监测点的基准位置信息，确定所述被监测匾额的基准面参数，包括：

获取表征所述被监测匾额所在平面的第一函数关系，所述第一函数关系由空间常数和空间坐标变量构成；

基于各监测点的基准位置信息以及各监测点对应的基准距离信息，确定所述被监测匾额的基准面参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于各监测点的基准位置信息以及各监测点对应的基准距离信息，确定所述被监测匾额的基准面参数，包括：

基于各监测点的基准位置信息以及各监测点对应的基准距离信息，构建所述被监测匾额对应的第二函数关系；

利用最小二乘法确定所述第二函数关系的最小值，将所述第二函数关系具有最小值时的函数常参数作为所述被监测匾额的基准面参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前监测时刻各所述激光测距传感器发射的激光所监测到的实际距离信息、所述基准位置信息以及所述基准面参数，确定被监测匾额姿态是否出现异常，包括：

根据各激光测距传感器对应的实际距离信息以及基准距离信息，确定当前监测时刻对应的实际面参数；

根据所述实际面参数以及所述基准面参数，确定所述被监测匾额的姿态变化信息；

根据各激光测距传感器对应的实际距离信息以及基准距离信息，确定距离变化信息；

根据所述姿态变化信息以及所述距离变化信息，确定所述被监测匾额姿态是否出现异常。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际面参数以及所述基准面参数，确定所述被监测匾额的姿态变化信息，包括：

根据所述实际面参数，确定所述当前监测时刻对应的实际监测面的倾角和方位角；

根据所述基准面参数，确定所述被监测匾额位于所述预期位置时所形成面的倾角和方位角；

根据所述实际监测面的倾角和方位角，以及所述所形成面的倾角和方位角，确定所述被监测匾额的姿态变化信息。

8.一种匾额监测预警系统，其特征在于，所述匾额监测预警系统中包括：处理设备以及与所述处理设备通信连接的激光测距监测装置；

所述激光测距监测装置固定安装在被监测匾额所在区域内的预设位置，所述激光测距监测装置中包括多个激光测距传感器，各所述激光测距传感器分别用于向所述被监测匾额上的一个监测点发射激光，并根据发射的激光确定与监测到的监测点的距离信息；

所述处理设备用于获取各所述激光测距传感器所监测到的距离信息，并基于权利要求1-7任一项所述的方法对被监测匾额进行监测。