1.面向地下安全的全自动测量方法,其特征在于:采用面向地下安全的全自动测量装置,所述全自动测量装置包括旋转平台(1)、处理模块(2)、摄像机(3)和红外测距仪(4);所述处理模块(2)、摄像机(3)和红外测距仪(4)均设于旋转平台(1)上;所述摄像机(3)、红外测距仪(4)和旋转平台(1)均与处理模块(2)电连接,所述处理模块(2)驱动旋转平台(1)带动摄像机(3)和红外测距仪(4)进行测量;
旋转平台(1)包括中空底壳(101)、电源转换器(102)、旋转控制板(103)、电机驱动器(104)、支撑杆(105)、用于调节水平旋转角度的第一旋转台(106)、用于调节竖直旋转角度的第二旋转台(107);所述第一旋转台(106)水平设于底壳(101)上方且连接于支撑杆(105)底端,所述第二旋转台(107)垂直设于支撑杆(105)侧部,所述摄像机(3)和红外测距仪(4)均连接于第二旋转台(107);所述电源转换器(102)、旋转控制板(103)和电机驱动器(104)设于底壳(101)内;所述电源转换器(102)的输入端外接220V交流电,输出端连接于旋转控制板(103)、电机驱动器(104)、第一旋转台(106)和第二旋转台(107)的电源端;所述旋转控制板(103)的信号输入端连接于处理模块(2)的信号输出端,所述旋转控制板(103)的信号输出端连接于电机驱动器(104)输入端,所述电机驱动器(104)输出端连接于第一旋转台(106)和第二旋转台(107)的信号输入端;
采用上述测量装置进行测量的具体步骤为:预设变形阈值;工作人员在需要监测的位置留下标志,标志为红色十字交叉线,交叉处为空白点;在网络控制平台进行预置点设置和巡检路径规划,预置点设置方式为旋转平台(1)旋转控制红外测距仪(4)的红外光点落在标志中心,通过网络控制平台记录预置点的水平、竖直角度和红外测距仪(4)的距离示数,作为初始预置点的初始信息;巡检路径规划即选定多个预置点进行巡检;
工作过程中,处理模块(2)读取巡检路径,驱动旋转平台(1)带动摄像头和红外测距仪(4)按照规划路径对预置点逐个检测;红外测距仪(4)发射红外光束,处理模块(2)读取当前正在检验的预置点的初始水平、竖直角度调整红外测距仪(4)的光点落在当前正在检验的预置点,摄像头获取预置点标志与光点的位置图像,精确识别图像特征包含“红色十字交叉线、交叉处是红外光点”的检测对象;当光点没有落在标志中心点时,则说明当前正在检测的预置点存在异常,并立即进行异常图像处理,通过摄像头获取当前的图像,处理模块(2)利用图像处理技术计算红外光束在墙体上的光点中心与标志中心点坐标,并计算图像上两个点坐标的距离以及光点向标志中心移动的方向获取位移距离及移动角度,处理模块(2)按照位移距离及移动角度驱动旋转平台(1)把红外光束落在墙上的光点向标志中心进行移动,直到两点重合;记录重合后的水平角度、竖直角度和红外测距仪(4)的示数,通过换算成坐标计算实际偏移量,如果重合点与预置点初始位置的偏移量小于预设变形阈值,则认为当前预置点没有发生变形或者变形不显著,记录下本次结果,继续下一个预置点的检验,如果超过变形阈值,则认为当前预置点变形,立即报警;巡检结束后,处理模块(2)将变形数据上传至网络控制平台;
其中,工作人员在网络控制平台进行预置点设置,具体为:技术人员在预设点设置好识别标志,技术人员用红色十字交叉线标志对监测目标点做好标记,交叉线的交叉点为空点;
技术人员通过局域网或者网线与测量装置连接,通过手动输入估测的角度n,旋转平台(1)会带动红外测距仪(4)旋转n度,调整装置水平、竖直角度,使红外光点落在标志中心点;获取此时的旋转平台(1)水平、竖直角度以及红外测距仪(4)的距离示数,作为初始预置点的初始信息,完成预置点设置。
2.根据权利要求1所述的面向地下安全的全自动测量方法,其特征在于:全自动测量装置的处理模块(2)为树莓派Raspberry Pi 3 Model B+;所述摄像机(3)采用索尼生产的型号为RER‑USB8MP02G的USB摄像机模组;所述红外测距仪(4)采用申稷光电生产的型号为SK100的激光测距模组,所述红外测距仪(4)和处理模块(2)之间还设有USB转TTL模块,USB转TTL模块的USB接口一端连接处理模块(2),USB转TTL模块的另一端连接红外测距仪(4);
所述USB转TTL模采用的是CP2102芯片。
3.根据权利要求1所述的面向地下安全的全自动测量方法,其特征在于:全自动测量装置的电源转换器(102)采用明纬公司生产的型号为SP‑240‑24的开关电源;所述测量装置还包括用于将24V电压转换为5V的降压转换器(5),所述降压转换器(5)的输入端连接于所述电源转换器(102)输出端,所述降压转换器(5)的输出端连接于处理模块(2)的电源端;所述降压转换器(5)的型号为LM2596S。
4.根据权利要求1所述的面向地下安全的全自动测量方法,其特征在于:全自动测量装置的电机驱动器(104)包括第一电机驱动器(1041)和第二电机驱动器(1042);
所述第一旋转台(106)包括第一旋转电机(1061)、第一安装座(1062)和第一旋转盘(1063),所述第一安装座(1062)水平固定于底壳(101)上,所述第一旋转盘(1063)位于第一安装座(1062)中,所述第一旋转电机(1061)固定于第一安装座(1062)一侧;所述第一电机驱动器(1041)的控制信号输入端电连接于旋转控制板(103),所述第一旋转电机(1061)电连接于第一电机驱动器(1041)的信号输出端,第一旋转电机(1061)驱动第一旋转盘(1063)水平旋转带动支撑杆(105)水平旋转从而调节摄像机(3)和红外测距仪(4)的水平旋转角度;
所述第二旋转台(107)包括第二旋转电机(1071)、第二安装座(1072)和第二旋转盘(1073),所述第二安装座(1072)竖直固定于支撑杆(105)一侧,所述第二旋转盘(1073)位于第二安装座(1072)中,所述第二旋转电机(1071)固定于第二安装座(1072)一侧;所述第二电机驱动器(1042)的控制信号输入端电连接于旋转控制板(103),所述第二旋转电机(1071)电连接于第二电机驱动器(1042)的信号输出端,第二旋转电机(1071)驱动竖直旋转盘转动从而调节摄像机(3)和红外测距仪(4)的竖直旋转角度;
所述第一电机驱动器(1041)和第二电机驱动器(1042)均采用鸣志自动化生产的型号为SR4‑Plus的两相步进电机驱动器(104);所述第一旋转电机(1061)和第二旋转电机(1071)的型号均为14HYB401‑03;所述第一旋转电机(1061)与第一旋转盘(1063)之间的传动方式、所述第二旋转电机(1071)与第二旋转盘(1073)之间的传动方式均为齿轮传动。
5.根据权利要求4所述的面向地下安全的全自动测量方法,其特征在于:全自动测量装置还包括再生放电钳(6),所述再生放电钳(6)包括第一再生放电钳(601)和第二再生放电钳(602);第一再生放电钳(601)设于电源转换器(102)和第一电机驱动器(1041)之间,第二再生放电钳(602)设于电源转换器(102)和第二电机驱动器(1042)之间;所述第一再生放电钳(601)和第二再生放电钳(602)均为RC880反电势钳位模块。
6.根据权利要求1所述的面向地下安全的全自动测量方法,其特征在于:全自动测量装置还包括过渡板(7),所述过渡板(7)包括连接板(701)、摄像机安装板(702)和测距仪安装板(703);所述连接板(701)为带有螺孔的片状结构,所述连接板(701)一侧通过螺钉连接于第二旋转盘(1073);所述摄像机安装板(702)和测距仪安装板(703)垂直固定于连接板(701)另一侧。