一种基于并联式激光的视觉位移测量装置的制作方法

本技术涉及工程结构健康监测，具体为一种基于并联式激光的视觉位移测量装置。

背景技术：

1、在工程结构健康监测中，大跨度桥梁位移与变形监测是保障运营安全的核心，监测数据的准确性与稳定性直接影响维护决策及结构寿命，目前主流监测技术包括全站仪、gps及传统视觉测量等，但均有明显缺陷，难以兼顾高精度、全天候、低成本及绝对位移测量需求。全站仪依赖人工操作，无法实现自动化连续监测，不适用于复杂环境常态化监测；gps虽可自动监测，但竖向精度仅厘米级，难以捕捉毫米级变形，且成本较高；传统视觉测量通过相机识别标靶测算位移，但受环境影响大，雨雾、强光等恶劣天气下成像质量差，导致数据失真，稳定性不足。

2、综上，现有大跨度桥梁位移监测技术普遍存在无法兼顾高精度测量、全天候连续工作、低成本部署及绝对位移获取的技术瓶颈，难以满足工程实际对桥梁健康监测的严苛需求，因此我们需要提出一种基于并联式激光的视觉位移测量装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，通过设置含至少两个并联激光发射器的激光模块及远场视觉采集模块，形成校验体系、提升基准稳定性，达到了降误差、辨毫米级位移、全天候监测、获绝对数据及成本可控的效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，包括：激光发射模块，设置于桥梁的待测点上；视觉采集模块，设置于远场基准点上；数据处理单元，与视觉采集模块信号连接；所述激光发射模块包括至少两个激光发射器，且多个激光发射器均通过可调支架机构与桥梁的待测点连接；所述视觉采集模块包括成像屏、工业相机以及密封罩。

4、优选的，所述成像屏固定嵌装于密封罩的前端大开口内部，所述工业相机的镜头固定嵌装于密封罩的后端小开口内部。

5、优选的，所述成像屏设置为半透明漫反射材料制成，所述激光发射器发射的激光束在成像屏上形成光斑。

6、优选的，所述工业相机位于成像屏的后方，且其光轴与成像屏平面垂直。

7、优选的，所述数据处理单元包括图像采集模块，所述图像采集模块信号连接有图像处理模块，所述图像处理模块与数据存储模块信号连接，所述数据存储模块与数据输出模块信号连接，所述数据输出模块输出位移数据。

8、优选的，所述工业相机与图像采集模块信号连接。

9、优选的，所述可调支架机构包括与桥梁待测点固定连接的定位架，所述定位架的顶部安装有万向节，所述万向节的顶端与激光发射器连接。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、本实用新型激光发射模块采用至少两个激光发射器的并联设置，多激光束可形成相互校验的测量体系，有效降低单点测量误差，大幅提升位移测算的精准度；同时，激光具有指向性强、能量集中的特性，其形成的测量基准稳定性远超传统标靶，配合视觉采集模块对激光信号的精准捕捉，可实现对桥梁毫米级细微位移的有效识别，激光信号受雨雾、强光等恶劣天气的干扰远小于传统图像信号，结合视觉采集模块的远场采集模式，无需人工近距离操作，可实现全天候、自动化连续监测，视觉采集模块设置于远场基准点，该基准点相对桥梁结构保持固定，激光发射模块随桥梁待测点同步位移，通过视觉采集模块捕捉激光束的位置变化，经数据处理单元分析后可直接输出待测点的绝对位移数据，装置核心组件激光发射器、工业相机等均为成熟量产器件，购置成本可控；且各模块结构简洁、可靠性高，具备更优的经济性，便于大规模推广应用。

1.一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于：所述成像屏(301)固定嵌装于密封罩(303)的前端大开口内部，所述工业相机(302)的镜头固定嵌装于密封罩(303)的后端小开口内部。

3.根据权利要求2所述的一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于：所述成像屏(301)设置为半透明漫反射材料制成，所述激光发射器(101)发射的激光束(5)在成像屏(301)上形成光斑(6)。

4.根据权利要求3所述的一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于：所述工业相机(302)位于成像屏(301)的后方，且其光轴与成像屏(301)平面垂直。

5.根据权利要求1所述的一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于：所述数据处理单元(4)包括图像采集模块(401)，所述图像采集模块(401)信号连接有图像处理模块(402)，所述图像处理模块(402)与数据存储模块(403)信号连接，所述数据存储模块(403)与数据输出模块(404)信号连接，所述数据输出模块(404)输出位移数据。

6.根据权利要求5所述的一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于：所述工业相机(302)与图像采集模块(401)信号连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于并联式激光的视觉位移测量装置，其特征在于：所述可调支架机构(102)包括与桥梁(2)待测点固定连接的定位架(1021)，所述定位架(1021)的顶部安装有万向节(1022)，所述万向节(1022)的顶端与激光发射器(101)连接。