建筑物位移测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及位移测量技术，尤其涉及一种建筑物位移测量系统。
【背景技术】
[0002]建筑物在受到重力和其它载荷的长期影响下会产生形变，一旦形变的位移量超过标准范围，则存在安全隐患。以桥梁为例，其挠度是评价桥梁安全性的一种重要指标，直接反应了桥梁结构发生形变的程度。目前对桥梁挠度的测量通常采用经玮仪、水平仪、百分表等仪器，通过人工进行接触式测量，由于这样的测量方式仅适用于短期测量和间断测量，并且通过人工测量费时费力，效率较差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种建筑物位移测量系统，能够提高测量效率，并实现长期测量和实时性测量。
[0004]本实用新型实施例提供一种建筑物位移测量系统，包括:用于获取建筑物图像的摄像头、用于测量摄像头成像面与建筑物之间距离的测距仪、用于调节并获取所述摄像头的俯仰角度和水平角度的云台、以及位移计算装置；其中，所述测距仪和摄像头设置在所述云台上;
[0005]所述位移计算装置分别与所述测距仪、摄像头和云台通信连接，根据所述建筑物图像、摄像头成像面与建筑物之间距离、俯仰角度和水平角度计算建筑物的位移量。
[0006]如上所述的建筑物位移测量系统，所述云台包括:用于固定所述测距仪和摄像头的安装台、用于调节所述安装台俯仰角度的俯仰角度调节机构、以及用于调节所述安装台水平角度的水平角度调节结构。
[0007]如上所述的建筑物位移测量系统，所述安装台上设置有用于固定测距仪的球铰链。
[0008]如上所述的建筑物位移测量系统，所述安装台上设置有用于固定摄像头的摄像头支架。
[0009]如上所述的建筑物位移测量系统，所述云台还包括:用于将所述安装台的初始位置调整至水平状态的水平调整机构。
[0010]如上所述的建筑物位移测量系统，所述俯仰角度调节机构的调节角度为-30°至45。。
[0011]如上所述的建筑物位移测量系统，所述水平角度调节机构的调节角度为0°至360。。
[0012]如上所述的建筑物位移测量系统，所述位移计算装置包括:图像存储器和图像处理器；其中，
[0013]所述图像存储器与所述摄像头相连，用于获取所述建筑物图像；
[0014]所述图像处理器与所述云台连接，用于获取俯仰角度和水平角度；所述图像处理器还与所述测距仪连接，用于获取摄像头成像面与建筑物之间距离；所述图像处理器还与所述图像存储器连接，用于从所述图像存储器中采集建筑物图像，并计算建筑物目标点映射在建筑物图像中的映射点的位移量，且根据映射点的位移量、俯仰角度、水平角度、摄像头成像面与建筑物之间距离计算建筑物目标点的位移量。
[0015]本实用新型实施例通过采用摄像头来获取建筑物的图像，采用测距仪来测量摄像头成像面与建筑物中目标点之间的距离，将摄像头和测距仪安装在云台上，该云台可以调节摄像头的俯仰角度和水平角度，并采用位移计算装置根据摄像头成像面与建筑物中目标点之间的距离、建筑物的图像、俯仰角度和水平角度计算得到建筑物的形变位移量，该测量系统能够进行连续测量和实时测量，并且不需要在建筑物上安装任何器件，属于非接触式测量，测量的效率和准确度较高，且耗费的人力和财物成本较低。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例提供的建筑物位移测量系统的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型实施例提供的建筑物位移测量系统中位移计算装置的结构示意图。
[0018]附图标记:
[0019]1-建筑物；2-摄像头；3-测距仪；
[0020]4-云台；5-位移计算装置；41-水平角度调节机构；
[0021]43-安装台；44-摄像头支架；42-俯仰角度调节机构；
[0022]45-水平调整机构；51-图像存储器；52-图像处理器；
[0023]53-图像采集器；54-显示器；521-水平夹角计算单元；
[0024]522-垂直夹角计算单523-目标点距离计算524-比例计算单元；
[0025]元；单元；
[0026]525-像面位移计算单526-目标位移计算单527-温度修正计算单元；
[0027]元；元；
[0028]528-扰动消除单元。
【具体实施方式】
[0029]本实施例提供一种建筑物位移测量系统，用于桥梁、楼房等建筑物的变形位移量进行测量，该测量系统能够进行连续测量和实时测量，并且不需要在建筑物上安装任何器件，属于非接触式测量，测量效率和准确度较高，且耗费的人力和财物成本较低。
[0030]图1为本实用新型实施例提供的建筑物位移测量系统的结构示意图。如图1所示，本实施例提的一种建筑物位移测量系统包括:用于获取建筑物I图像的摄像头2、用于测量摄像头成像面与建筑物I中目标点A之间距离的测距仪3、用于调节并获取摄像头2的俯仰角度和水平角度的云台4、以及位移计算装置5。其中，测距仪3和摄像头2设置在云台4上。
[0031]上述俯仰角度即为摄像头2的轴线与该轴线在水平面上的投影之间的夹角。上述水平角度为摄像头2在水平面上可旋转的角度。
[0032]位移计算装置5分别与测距仪3、摄像头2和云台4通信连接，从摄像头2获取建筑物图像，从测距仪3获取测距仪3与建筑物中目标点之间距离作为摄像头成像面与建筑物中目标点之间距离，从云台4获取摄像头2的俯仰角度和水平角度，并根据获取到的建筑物图像、摄像头成像面与建筑物中目标点之间距离(简称之为物距)、俯仰角度和水平角度计算建筑物中目标点的位移量。
[0033]具体的，采用摄像头2实时获取建筑物的图像，建筑物中的目标点A在图像中具有映射点，称之为第一映射点。经过一段时间之后，目标点A发生位移量移动到形变点Al，该目标点A与形变点Al之间的距离简单称之为目标距离(也可称为目标位移)。该形变点Al在当前图像中也具有映射点，称之为第二映射点，第一映射点与第二映射点之间的距离可以简单称之为映射距离(也可称为像面位移)。位移计算装置5能够对建筑物的图像进行图像处理，计算得到第一映射点与第二映射点之间的距离。然后与上述物距结合可以确定映射距离与目标距离之间的比例，再根据俯仰角度和水平角度就能够计算出目标距离，也即建筑物中目标点A的形变位移量。
[0034]本实施例通过采用摄像头来获取建筑物的图像，采用测距仪来测量摄像头成像面与建筑物中目标点之间的距离，将摄像头和测距仪安装在云台上，该云台可以调节摄像头的俯仰角度和水平角度，并采用位移计算装置根据摄像头成像面与建筑物中目标点之间的距离、建筑物的图像、俯仰角度和水平角度计算得到建筑物的形变位移量，该测量系统能够进行连续测量和实时测量，并且不需要在建筑物上安装任何器件，属于非接触式测量，测量的效率和准确度较高，且耗费的人力和财物成本较低。
[0035]进一步的，上述云台4具体可以包括底座，底座上设置有水平角度调节机构41、俯仰角度调节机构42、以及用于固定测距仪3和摄像头2的安装台43。水平角度调节机构41与安装台43连接，可用于调节安装台43在水平面上进行旋转的水平角度，进而调节摄像头2在水平面上进行旋转的水平角度，该水平角度为0°至360°。俯仰角度调节机构42与安装台43连接，可用于调节安装台43的俯仰角度，进而调节摄像头2的俯仰角度，该俯仰角度为-30°至45。ο
[0036]上述水平角度调节机构41和俯仰角度调节机构42可参照现有技术中常见的结构，例如采用齿轮啮合的方式构成的结构。
[0037]安装台43上设置有球铰链，测距仪3通过球铰链固定在安装台43上，通过球铰链能够调整测距仪3相对于安装台43的水平角度和俯仰角度。安装台43上还设置有摄像头支架44，用于固定摄像头2，摄像头2与安装台43的水平角度和俯仰角度一致。
[0038]另外，云台4上还设置有水平调整机构45，水平调整机构45与安装台43连接，用于在建筑物位移测量系统初始过程中，将安装台43的初始位置调整至水平状态。该水平调整机构45具体可采用现有技术中常用的结构。
[0039]对于上述位移计算装置5，其功能是从摄像头2获取建筑物图像，从测距仪3获取物距，从云台4获取摄像头2的俯仰角度和水平角度，并根据获取到的建筑物图像、物距、俯仰角度和水平角度计算建筑物中目标点的位移量。该装置可以采用多种方式来实现，例如可包括:图像存储器51，与摄像头2通过有线或无线方