[发明专利]一种隧道地表面沉降的监测系统

说明书

本发明专利涉及到智能测试技术领域的一种隧道地表面沉降的监测系统，它主要由无人机子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据处理子系统组成，在隧道地表面设置监测基点，采用三点式设置方法设置其余监测点，无人机下方安装有双目摄像头和激光测距器悬停在监测基点正上方，利用双目摄像头将采集到的隧道地表面图像，通过无线传输装置发送到数据处理计算机，计算机根据SIFT算法将得到的地表面图像进行建模，将前后三维信息进行对比，得到隧道地表面沉降信息，并对沉降量进行监测及预警。本发明可以通过布设较少的监测点，获得更加精准、全面、有效的监测到沉降量，并且全天候的对沉降量进行实时监测。

技术领域

本发明涉及智能测试技术领域，特别涉及到一种隧道地表面沉降的监测系统。

背景技术

随着我国经济快速的发展，城市化的步伐也逐渐加快，地铁线路的修建也不断增加。新旧线路的交叉使得现有的铁路情况变得复杂，不可避免的对隧道的修建增加了更多的风险性，因此在隧道施工中，如何更有效的监测到沉降信息变得尤为重要。

现有的沉降监测手段，主要是采用人工监测，利用全站仪等工程仪器对监测点和基点之间的沉降差值进行测量，从而获得每个监测点的沉降量，但是在实际操作的过程中，由于人工、天气、地形等原因，并不能对地表面和低洼地表面进行全天候的监测，而往往很多事故都是突然性的，这就造成了无法及时对事故进行提前预警。由于传统监测手段是采用人工进行监测，监测时间多集中于上班时间，监测人员需要长时间呆在仪器旁边，浪费了大量人力物力。进一步的考虑到夜间上班情况较少，以及光源照射不足，会导致沉降量监测数值不够准确。总而言之，传统监测手段不仅浪费了大量人力物力，还在事故预警方面存在很多不足。本发明通过搭载在无人机上的双目摄像头，利用图像处理技术，建立起监测地表面的三维信息，对隧道地表面沉降进行实时监测，连接的警报器可以对沉降异常进行预警。

发明内容

本发明的目的是解决现有监测手段不够精确以及无法实时监控和预警的弊端，提供了一种隧道地表面沉降的监测系统，可以全天候监测地表沉降，解决了现有监测手段的问题，节约了人力物力，更大程度的在事故发生前，对事故进行预警。

本发明是这样实现的，一种隧道地表面沉降的监测系统，主要由无人机子系统、数据采集子系统、数据传输子系统、数据处理子系统组成，所述无人机子系统，由无人机、固定装置、激光测距器、组成，其特征在于，所述无人机下方连接有固定装置，所述固定装置连接有激光测距器，在隧道地表面设置监测基点，采用三点法设置其余监测点，其特征在于在隧道地表面沉降场地边缘选取监测点x1，根据两个摄像头拍摄范围圆相交的长度设置监测点x2，摄像头静止拍摄范围与场地边缘的交点距离设置监测点x3，依据此方法设置多个监测点，所述无人机垂直悬停于所述监测基点正上方；所述数据采集子系统，由双目摄像头、全景激光投射光源组成，其特征在于所述双目摄像头通过所述固定装置固定在无人机下方，双目摄像头用于采集地表面的图像，所述监测点上面安装有全景激光投射光源；所述数据传输子系统，由无线传输发射端，无线传输接收端组成，其特征在于所述无线传输发射端安装在所述双目摄像头尾部，所述无线传输接收端与计算机连接，无线传输发射端通过无线传输将双目摄像头采集到的隧道地表面的图像发送到所述无线传输接收端；所述数据处理子系统，由计算机、警报器组成，其特征在于计算机连接有无线传输接收端和警报器，所述计算机将采集到的地表面图像进行数据处理，构建出监测地表面的三维模型，所述三维模型用于反映监测基点与监测点之间地表面沉降信息。

进一步的，根据所测工程项目的工程概况，选取监测基点位置；根据所选取监测基点位置采用三点法确定其余监测点，在隧道地表面沉降场地边缘选取监测点x1，根据两个摄像头拍摄范围圆相交的长度设置监测点x2，摄像头静止拍摄范围与场地边缘的交点距离设置监测点x3，依据此方法设置多个监测点；在所述监测点上安装有全景激光投射光源，全景激光投射光源用于夜间或可见性较差时双目摄像头拍摄的反射光源。