[发明专利]一种高耸结构激光投射整体倾斜监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体指一种将激光投射技术与摄像技术、图像处理技术的结合，应用于监测高耸结构整体倾斜的系统。

背景技术

当前，随着国内外建筑施工工艺不断快速发展，一些施工项目为了加快施工进度，缩短施工工期，经常采用整体运输，整体滑移，整体吊装等施工技术手段。

特别，在一些高耸结构采用整体施工工艺过程中，因这些结构的重心位置都比较高，在整体施工过程中，如控制不当或出现特殊情况，就有可能由于结构整体倾斜过大而造成倒塌等事故的发生。因此，如何控制结构的整体倾斜就显得尤为重要。采用何种方法来监控结构的整体倾斜情况就成了监测技术的一个新课题。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术存在的缺失，而提出一种利用激光投射技术与摄像技术、图像处理技术的结合，应用于监测高耸结构整体倾斜的系统。

本发明的原理是，在高耸结构的顶部安装一激光投射器，向结构底部安装有激光投射点接收觇板上投射激光点，通过高像素摄像机实时摄录投射激光点在觇牌上位移(位置)相对变化的几何图形，并同步传输至计算机的图像采集卡上，通过图像采集卡与配套软件将图像信号转换成数字信号，并根据倾斜角计算公式θ＝arctgΔ/H，进而计算出高耸结构整体倾斜量值，实时显示监测数据及监测结构顶部模拟倾斜状态，并提供预警。一旦结构整体倾斜位移或倾斜角度接近或超过设计给定报警值，就能及时通知施工单位，采取预防措施，防范于未然。

该装置系统主要包括：激光投射器，激光投射点接收觇板和摄像设备及其图像接收、显示、通讯传输装置系统和计算机(包括相应的软件)以及供电装置等组成。

综上所述，这种高耸结构整体倾斜监测系统，应用于高耸结构整体运输、滑移及吊装的工程中，能真正做到实时监测大型高耸结构在整体的移动过程中的整体倾斜位移和倾斜角度，各种监测数据都是结构整体移动过程中空间形态的实时动态反应，起到了良好的预警。该系统填补了国内百米以上高耸结构整体倾斜监测的空白。

附图说明

图1为本发明一种高耸结构激光投射整体倾斜监测系统连接示意图；

图2为本发明一种高耸结构激光投射整体倾斜监测系统原理框图；

图3、4为本发明一个实施例的实时监测画面。

附图标记号说明

1——激光投射器；

2——激光投射点接收觇板；

3——摄像设备；

4——计算机；

5——供电装置。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述

本发明一种高耸结构激光投射整体倾斜监测系统(如附图1所示)，在某高炉大修工程中，实现对长×宽×高为22m×22m×60m的高炉炉顶结构整体拆装(包括整体顶升、滑移、升降及运输)过程进行监测。

本发明系统包括，安装在结构顶部位置的激光发射器1，并保证其投射的激光垂直向下至结构底部设置的激光投射点接收觇板2上，其理想的位置是正中心点。稍有偏差无妨，但不能偏离中心点太远，防止高耸结构施工过程中整体倾斜超出觇板接收范围。当然也可通过接收显示系统的监测软件强制设定初始位置坐标为(0.0)点，然后在监测过程中的每一个坐标值减去初始坐标值，即可得到结构真实的倾斜位移值。

系统还包括，摄像设备3和计算机4以及供电装置5。

其中，所述的摄像设备3为一高像素、包含图像传输并与计算机4作电信号的连接。摄像设备3位置的设置(角度)要求保证能摄录施工过程中整个接收觇板2范围的几何图形，以不阻挡激光发射器的投射激光点为限，且要保证摄录的图像清晰。

所述的计算机4包含一图像显示卡及作倾斜角公式θ＝arctgΔ/H运算的软件以及用于实时监测的显示。

在高像素摄像设备3开始实时摄录投射激光点在觇牌上位移(位置)的相对变化的几何图形，并同步传输至计算机4的图像采集卡上，通过图像采集卡和配套软件将图像信号转换成数字信号，并根据倾斜角计算公式θ＝arctgΔ/H，差值计算，进而计算出高耸结构整体倾斜量值，并实时显示监测数据及监测结构顶部模拟倾斜状态(如附图3、4所示)。