[发明专利]基于激光定位的基坑坑底监测系统及监测方法

说明书

本发明为一种基于激光定位的基坑坑底监测系统及监测方法。本发明系统包括中央处理系统、分别与所述中央处理系统远程通讯的激光定位装置和图像获取装置；其中所述中央处理系统包括主控单元、通讯模块、图像处理模块、数据库存储单元、监测数据处理单元；所述监测数据处理单元中设有测点数据统计模块、与测点数据统计模块相连的图形显示模块；所述主控单元分别与所述通讯模块、图像处理模块、测点数据统计模块、图形显示模块相连；所述通讯模块还与所述激光定位装置、图像获取装置无线通讯相连；所述数据库存储单元分别与所述图像处理模块和测点数据统计模块相连。

技术领域

本发明涉及基坑开挖监测领域，具体是公开一种基于激光定位的基坑坑底监测系统及监测方法。

背景技术

中国是目前世界上地下空间开发利用大国,许多世界瞩目的重大地下工程与基础设施正在规划建设中。由于基坑工程修建在天然岩土体中,施工期涉及到岩土体开挖,其不可预见风险因素众多。现场监测是基坑工程中的重要环节，据此可以更直接、准确地获取基坑工程和周围环境性状的变化信息,对预防突发事故，指导后续施工有重要意义。

目前，对于开挖过程中基坑坑底情况的测量，主要以埋设监测点的方式为主，但监测点的埋设以及施工过程中的保护均比较困难，且无法全方位的监测基坑坑底变形情况，测量效果较差。若使用三维激光地形仪进行坑底全方位测量，则相关费用过于昂贵，难于满足一般基坑工程的需要。因此，亟待开发一种成本低廉，操作简便且测量准确的监测仪器和监测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种造价低廉、使用方便且测量准确，可以全面检测基坑坑底、计算开挖土方量的基于激光定位的基坑坑底监测系统及监测方法。

本发明是这样实现的：一种基于激光定位的基坑坑底监测系统，其特征在于：包括中央处理系统、分别与所述中央处理系统远程通讯的激光定位装置和图像获取装置；其中所述中央处理系统包括主控单元、通讯模块、图像处理模块、数据库存储单元、监测数据处理单元；所述监测数据处理单元中设有测点数据统计模块、与测点数据统计模块相连的图形显示模块；

所述主控单元分别与所述通讯模块、图像处理模块、测点数据统计模块、图形显示模块相连；所述通讯模块还与所述激光定位装置、图像获取装置无线通讯相连；所述数据库存储单元分别与所述图像处理模块和测点数据统计模块相连；

所述图像获取装置，用于获取基坑底部的RGB图像，将RGB图像数据远程传输至中央处理系统的主控单元；

所述激光定位装置，用于在基坑底部的待测点位置发射激光，并将发射激光信号远程传输至中央处理系统的主控单元，所述主控单元控制所述图像获取装置记录激光发射点在RGB图像中的位置信息；

所述图像处理单模块，通过图像获取装置获得的RGB图像，确定待测点的三维坐标并将待测点的三维坐标保存至数据库存储单元；

所述测点数据统计模块，用于统计数据库存储单元中全部待测点的坐标信息，筛选无效点，通过待测点坐标信息拟合基坑底部开挖情况数据，并通过图形显示模块进行图像输出显示。

所述监测数据处理单元中还设有土方量计算模块，所述土方量计算模块分别与所述主控单元、测点数据统计模块、图形显示模块相连；所述土方量计算模块通过测点数据统计模块的基坑底部开挖情况数据计算已开挖的土方量数据，并通过所述图形显示模块将数据进行图像输出显示。

所述图像获取装置由若干个摄像头组成，每一个基坑底部待测点附近设置2~3个摄像头。

所述摄像头为带有无线通讯模块的监控摄像头、或带有无线通讯模块的球形摄像头。。

所述激光定位装置为带有无线通讯模块或信号发射模块的手持式激光发射器。

一种如上所述的基于激光定位的基坑坑底监测系统的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：