基于激光光斑的沉降位移测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种基于激光光斑的沉降位移测量方法，所述方法包括：确定接收光的光强大于设定阈值，获取所述接收光的颜色；确定所述颜色为预设颜色，获取所述接收光的光斑位置；基于所述光斑位置确定沉降位移。同时还公开了基于激光光斑的沉降位移测量装置。本发明专利技术的实施方式通过色彩扫描的方式读取光斑信息，转化为位移数值，在位移标定和抗环境光干扰方面更加可靠，并且采用NB‑IoT通信手段，使得整机可以低功耗待机运行，安装方便，满足了长期监测的目的。本发明专利技术可应用于各类建筑沉降监测，连续工作模式可用于实时远距离直线位移测量。

Settlement displacement measurement method and device based on laser spot

【技术实现步骤摘要】
基于激光光斑的沉降位移测量方法及装置
本专利技术涉及位移测量领域，具体地涉及一种基于激光光斑的沉降位移测量方法以及一种基于激光光斑的沉降位移测量装置。
技术介绍
在古建筑保护中，建筑物中的重要构件的垂直沉降变化是一个重要的监测参数，沉降位移量对于建筑的结构安全至关重要。现有的沉降测量已经可以采用激光定位等技术来实现，但是其在成本控制、抗机械冲击、系统稳定性、精度等方面存在一定的局限性，且安装调试工作量较大、成本高，难以满足当前工况的要求。现有的采用激光的光斑进行偏移量测量的方法存在以下不足和缺陷：(1)现有产品方案位移数据需要标定，且系统复杂；(2)现有产品方案的光电传感器感光面积小，当距离较远时光斑增大，超出量程，而感光面积大的器件或阵列成本高，难以应用于该方案；(3)现有产品方案的光电传感器如位敏传感器(PSD)、四象限光强探测器等不能抵抗环境光干扰；(4)同类产品方案往往能耗高且不具备无线通信能力，难以免布线安装和长期监测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于激光光斑的沉降位移测量方法及装置，旨在解决在现有技术在远距离沉降位移测量中精度不足以及续航较短的问题。为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面提供一种基于激光光斑的沉降位移测量方法，所述方法包括：确定接收光的光强大于设定阈值，获取所述接收光的颜色；确定所述颜色为预设颜色，获取所述接收光的光斑位置；基于所述光斑位置确定沉降位移。可选的，所述接收光的光强来自于第一感应端，所述接收光的颜色来自于第二感应端。可选的，在所述确定接收光的光强大于设定阈值之后，获取所述接收光的颜色之前，所述方法还包括：开启所述第二感应端。可选的，在所述确定接收光的光强大于设定阈值之前，所述方法还包括：对接收的光线进行过滤，保留预设角度的接收光。可选的，所述获取所述接收光的光斑位置，包括：步进改变所述第二感应端的位置，并记录所述第二感应端在每个位置对应的RGB值；根据所述RGB值之间的衰减量确定所述光斑位置。可选的，在所述基于所述光斑位置确定沉降位移之后，所述方法还包括：开启物联网模块，并通过所述物联网模块将所述沉降位移发送至对端。本专利技术的第二方面提供一种基于激光光斑的沉降位移测量装置，所述装置包括：光电接收器，用于接收接收光并进行光电转换，颜色传感器，用于获取所述接收光的颜色；移动装置，用于根据移动指令移动所述颜色传感器，以及处理器，与所述光电接收器、颜色传感器和移动装置相连，用于接收所述光电接收器和颜色传感器的数据，并向所述移动装置发送所述移动指令，以及基于所述光斑位置确定沉降位移。可选的，所述装置包括通信模块，所述通信模块包括NB-IOT模块，以及与其相连的天线。可选的，所述装置的外壳采用高透明亚克力喷漆，并保留与接收光对应的进光处透明，并在所述进光处增加防护板。可选的，所述处理器被配置为：确定所述光电接收器上的接收光的光强大于设定阈值，使能所述颜色传感器；确定所述颜色传感器上的接收光的颜色为预设颜色，使能所述移动装置；以及在基于所述光斑位置确定沉降位移之后，使能所述通信模块。本专利技术提供的技术方案通过色彩扫描的方式读取光斑信息，转化为位移数值，在位移标定和抗环境光干扰方面更加可靠，并且采用NB-IoT通信手段，使得整机可以低功耗待机运行，安装方便，满足了长期监测的目的。本专利技术可应用于各类建筑沉降监测，连续工作模式可用于实时远距离直线位移测量。由于存在发射激光长期运行后的光功率变化以及激光模组微热导致透镜折射漂移，选用优质稳定的激光模组是系统的关键，另外，滑块上的传感器小板抖动和电机丝杆回程误差也会影响测量精度，可通过优化数据处理方法和减少测量时间进一步改进。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1为本专利技术一种实施例中的基于激光光斑的沉降位移测量方法的流程示意图；图2为本专利技术一种实施例中的基于激光光斑的沉降位移测量装置的结构示意图；图3为本专利技术一种实施例中的基于激光光斑的沉降位移测量方法的具体步骤图；图4为本专利技术一种实施例中的基于激光光斑的沉降位移测量装置的使用方法示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。图1为本专利技术一种实施例中的基于激光光斑的沉降位移测量方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术提供一种基于激光光斑的沉降位移测量方法，所述方法包括：确定接收光的光强大于设定阈值，获取所述接收光的颜色；确定所述颜色为预设颜色，获取所述接收光的光斑位置；基于所述光斑位置确定沉降位移。如此，在满足光强和颜色等先验条件后，再通过光斑位置来确定沉降位移，以此解决现有的激光器在激光定位过程中存在的不能抵抗环境光干扰的问题，同时获取光斑位置的步骤受前述先验条件的触发，能够避免复杂设备的长时间开启所带来的待机功耗较大的问题。具体的，本实施方式提供的基于激光光斑的沉降位移测量方法中，通过与激光发射端对应设置的接收端对于接收光的处理来实现的。首先通过判断入射光的光强，当光强未达到设定阈值时，不进行颜色判断的步骤。以此避免受到杂散光的干扰，同时避免了后续处理步骤的电量消耗。如果光强达到了设定阈值，那么判断接收光的颜色是否为预设颜色，此处采用的判断接收光颜色的装置为颜色传感器，此处的预设颜色为对应设置的激光发射器所发射的激光颜色。当接收到光强足够的光线，却不是发射端发送的光线时，接收端同样不进行下一步的处理，同样能实现避免受到杂散光的干扰，同时避免了后续处理步骤的电量消耗的技术效果。通过前两步的判断后，能够确定接收到光线为对端激光器所发射，再进行下一步的光斑获取以及位移判断的步骤。此处的光斑获取将在后文详述，如何通过光斑位置的变化得到位移的变化，可以参考现有技术中的激光定位技术，此处不再详述。在本专利技术提供的一种实施方式中，所述接收光的光强来自于第一感应端，所述接收光的颜色来自于第二感应端。在前一实施方式中，光强的获取和颜色的获取并未进行限定，现有的传感器中也存在能够同时获取光强和颜色的传感器，但此类传感器的结构较为复杂，待机功耗也较高，续航能力会受到影响。本实施方式中，第一感应端优选为PIN光电二极管，其具有灵敏度高、结电容小、渡越时间短、灵敏度高等优点。第二感应端优选为颜色传感器，颜色传感器又叫颜色识别传感器或色彩传感器，它是将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，所述方法包括：/n确定接收光的光强大于设定阈值，获取所述接收光的颜色；/n确定所述颜色为预设颜色，获取所述接收光的光斑位置；/n基于所述光斑位置确定沉降位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，所述方法包括：
确定接收光的光强大于设定阈值，获取所述接收光的颜色；
确定所述颜色为预设颜色，获取所述接收光的光斑位置；
基于所述光斑位置确定沉降位移。


2.根据权利要求1所述的基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，所述接收光的光强来自于第一感应端，所述接收光的颜色来自于第二感应端。


3.根据权利要求2所述的基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，在所述确定接收光的光强大于设定阈值之后，获取所述接收光的颜色之前，所述方法还包括：开启所述第二感应端。


4.根据权利要求3所述的基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，在所述确定接收光的光强大于设定阈值之前，所述方法还包括：对接收的光线进行过滤，保留预设角度的接收光。


5.根据权利要求4所述的基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，所述获取所述接收光的光斑位置，包括：
步进改变所述第二感应端的位置，并记录所述第二感应端在每个位置对应的RGB值；
根据所述RGB值之间的衰减量确定所述光斑位置。


6.根据权利要求1所述的基于激光光斑的沉降位移测量方法，其特征在于，在所述基于所述光斑位置确定沉降位移之后，所述方法还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：辜捷，
申请(专利权)人：四川中保维新科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51