建筑物位移測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及位移測量技術，尤其涉及一種建筑物位移測量系統。
【背景技術】
[0002]建筑物在受到重力和其它載荷的長期影響下會產生形變，一旦形變的位移量超過標準范圍，則存在安全隱患。以橋梁為例，其撓度是評價橋梁安全性的一種重要指標，直接反應了橋梁結構發生形變的程度。目前對橋梁撓度的測量通常采用經瑋儀、水平儀、百分表等儀器，通過人工進行接觸式測量，由于這樣的測量方式僅適用于短期測量和間斷測量，并且通過人工測量費時費力，效率較差。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供一種建筑物位移測量系統，能夠提高測量效率，并實現長期測量和實時性測量。
[0004]本實用新型實施例提供一種建筑物位移測量系統，包括:用于獲取建筑物圖像的攝像頭、用于測量攝像頭成像面與建筑物之間距離的測距儀、用于調節并獲取所述攝像頭的俯仰角度和水平角度的云臺、以及位移計算裝置；其中，所述測距儀和攝像頭設置在所述云臺上;
[0005]所述位移計算裝置分別與所述測距儀、攝像頭和云臺通信連接，根據所述建筑物圖像、攝像頭成像面與建筑物之間距離、俯仰角度和水平角度計算建筑物的位移量。
[0006]如上所述的建筑物位移測量系統，所述云臺包括:用于固定所述測距儀和攝像頭的安裝臺、用于調節所述安裝臺俯仰角度的俯仰角度調節機構、以及用于調節所述安裝臺水平角度的水平角度調節結構。
[0007]如上所述的建筑物位移測量系統，所述安裝臺上設置有用于固定測距儀的球鉸鏈。
[0008]如上所述的建筑物位移測量系統，所述安裝臺上設置有用于固定攝像頭的攝像頭支架。
[0009]如上所述的建筑物位移測量系統，所述云臺還包括:用于將所述安裝臺的初始位置調整至水平狀態的水平調整機構。
[0010]如上所述的建筑物位移測量系統，所述俯仰角度調節機構的調節角度為-30°至45。。
[0011]如上所述的建筑物位移測量系統，所述水平角度調節機構的調節角度為0°至360。。
[0012]如上所述的建筑物位移測量系統，所述位移計算裝置包括:圖像存儲器和圖像處理器；其中，
[0013]所述圖像存儲器與所述攝像頭相連，用于獲取所述建筑物圖像；
[0014]所述圖像處理器與所述云臺連接，用于獲取俯仰角度和水平角度；所述圖像處理器還與所述測距儀連接，用于獲取攝像頭成像面與建筑物之間距離；所述圖像處理器還與所述圖像存儲器連接，用于從所述圖像存儲器中采集建筑物圖像，并計算建筑物目標點映射在建筑物圖像中的映射點的位移量，且根據映射點的位移量、俯仰角度、水平角度、攝像頭成像面與建筑物之間距離計算建筑物目標點的位移量。
[0015]本實用新型實施例通過采用攝像頭來獲取建筑物的圖像，采用測距儀來測量攝像頭成像面與建筑物中目標點之間的距離，將攝像頭和測距儀安裝在云臺上，該云臺可以調節攝像頭的俯仰角度和水平角度，并采用位移計算裝置根據攝像頭成像面與建筑物中目標點之間的距離、建筑物的圖像、俯仰角度和水平角度計算得到建筑物的形變位移量，該測量系統能夠進行連續測量和實時測量，并且不需要在建筑物上安裝任何器件，屬于非接觸式測量，測量的效率和準確度較高，且耗費的人力和財物成本較低。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例提供的建筑物位移測量系統的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例提供的建筑物位移測量系統中位移計算裝置的結構示意圖。
[0018]附圖標記:
[0019]1-建筑物；2-攝像頭；3-測距儀；
[0020]4-云臺；5-位移計算裝置；41-水平角度調節機構；
[0021]43-安裝臺；44-攝像頭支架；42-俯仰角度調節機構；
[0022]45-水平調整機構；51-圖像存儲器；52-圖像處理器；
[0023]53-圖像采集器；54-顯示器；521-水平夾角計算單元；
[0024]522-垂直夾角計算單523-目標點距離計算524-比例計算單元；
[0025]元；單元；
[0026]525-像面位移計算單526-目標位移計算單527-溫度修正計算單元；
[0027]元；元；
[0028]528-擾動消除單元。
【具體實施方式】
[0029]本實施例提供一種建筑物位移測量系統，用于橋梁、樓房等建筑物的變形位移量進行測量，該測量系統能夠進行連續測量和實時測量，并且不需要在建筑物上安裝任何器件，屬于非接觸式測量，測量效率和準確度較高，且耗費的人力和財物成本較低。
[0030]圖1為本實用新型實施例提供的建筑物位移測量系統的結構示意圖。如圖1所示，本實施例提的一種建筑物位移測量系統包括:用于獲取建筑物I圖像的攝像頭2、用于測量攝像頭成像面與建筑物I中目標點A之間距離的測距儀3、用于調節并獲取攝像頭2的俯仰角度和水平角度的云臺4、以及位移計算裝置5。其中，測距儀3和攝像頭2設置在云臺4上。
[0031]上述俯仰角度即為攝像頭2的軸線與該軸線在水平面上的投影之間的夾角。上述水平角度為攝像頭2在水平面上可旋轉的角度。
[0032]位移計算裝置5分別與測距儀3、攝像頭2和云臺4通信連接，從攝像頭2獲取建筑物圖像，從測距儀3獲取測距儀3與建筑物中目標點之間距離作為攝像頭成像面與建筑物中目標點之間距離，從云臺4獲取攝像頭2的俯仰角度和水平角度，并根據獲取到的建筑物圖像、攝像頭成像面與建筑物中目標點之間距離(簡稱之為物距)、俯仰角度和水平角度計算建筑物中目標點的位移量。
[0033]具體的，采用攝像頭2實時獲取建筑物的圖像，建筑物中的目標點A在圖像中具有映射點，稱之為第一映射點。經過一段時間之后，目標點A發生位移量移動到形變點Al，該目標點A與形變點Al之間的距離簡單稱之為目標距離(也可稱為目標位移)。該形變點Al在當前圖像中也具有映射點，稱之為第二映射點，第一映射點與第二映射點之間的距離可以簡單稱之為映射距離(也可稱為像面位移)。位移計算裝置5能夠對建筑物的圖像進行圖像處理，計算得到第一映射點與第二映射點之間的距離。然后與上述物距結合可以確定映射距離與目標距離之間的比例，再根據俯仰角度和水平角度就能夠計算出目標距離，也即建筑物中目標點A的形變位移量。
[0034]本實施例通過采用攝像頭來獲取建筑物的圖像，采用測距儀來測量攝像頭成像面與建筑物中目標點之間的距離，將攝像頭和測距儀安裝在云臺上，該云臺可以調節攝像頭的俯仰角度和水平角度，并采用位移計算裝置根據攝像頭成像面與建筑物中目標點之間的距離、建筑物的圖像、俯仰角度和水平角度計算得到建筑物的形變位移量，該測量系統能夠進行連續測量和實時測量，并且不需要在建筑物上安裝任何器件，屬于非接觸式測量，測量的效率和準確度較高，且耗費的人力和財物成本較低。
[0035]進一步的，上述云臺4具體可以包括底座，底座上設置有水平角度調節機構41、俯仰角度調節機構42、以及用于固定測距儀3和攝像頭2的安裝臺43。水平角度調節機構41與安裝臺43連接，可用于調節安裝臺43在水平面上進行旋轉的水平角度，進而調節攝像頭2在水平面上進行旋轉的水平角度，該水平角度為0°至360°。俯仰角度調節機構42與安裝臺43連接，可用于調節安裝臺43的俯仰角度，進而調節攝像頭2的俯仰角度，該俯仰角度為-30°至45。ο
[0036]上述水平角度調節機構41和俯仰角度調節機構42可參照現有技術中常見的結構，例如采用齒輪嚙合的方式構成的結構。
[0037]安裝臺43上設置有球鉸鏈，測距儀3通過球鉸鏈固定在安裝臺43上，通過球鉸鏈能夠調整測距儀3相對于安裝臺43的水平角度和俯仰角度。安裝臺43上還設置有攝像頭支架44，用于固定攝像頭2，攝像頭2與安裝臺43的水平角度和俯仰角度一致。
[0038]另外，云臺4上還設置有水平調整機構45，水平調整機構45與安裝臺43連接，用于在建筑物位移測量系統初始過程中，將安裝臺43的初始位置調整至水平狀態。該水平調整機構45具體可采用現有技術中常用的結構。
[0039]對于上述位移計算裝置5，其功能是從攝像頭2獲取建筑物圖像，從測距儀3獲取物距，從云臺4獲取攝像頭2的俯仰角度和水平角度，并根據獲取到的建筑物圖像、物距、俯仰角度和水平角度計算建筑物中目標點的位移量。該裝置可以采用多種方式來實現，例如可包括:圖像存儲器51，與攝像頭2通過有線或無線方