应用于大型机构沉降自动光学监测的远距离补光监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及沉降测量技术领域，具体涉及一种应用于大型机构沉降自动光学监测的远距离补光监测系统。


背景技术：

2.铁路、桥梁、隧道、堤坝、公路、楼房等基础设施的广泛建设与使用，极大的促进了人们日常生活水平的提高以及社会经济的发展。然而这些重要的基础设施在建设和运营过程中，可能由于受到外载荷的作用而使得土层孔隙发生压缩变形，从而引起沉降。微小变形就可能会造成路面、壁面以及堤坝等产生裂缝，更甚者将导致坍塌事故，给人民生活带来安全隐患，甚至造成重大财产损失和人员伤亡。
3.目前为止，沉降监测技术大致可分为三类：传统土木监测技术、空间监测技术、光学监测技术以及摄像测量技术。而摄影监测中光源对测量结果及精度起到至关重要的作用。目前摄像测量光源技术存在以下问题点：
4.1、采用被动发光的形式，借助太阳光照亮监测点，阳光的变化导致图像差异，使采集的数据结果不准确。并且晚上无太阳光，无法进行全天候监测。
5.2、采用监测标志主动发光的形式，每个监测点都需要拉线接电主动发光，但无法所有场合通用，每个标志都拉线接电比较麻烦，线路拉的比较长，而且不节能及安全。若选择电池供电的方式，则不能长期供电监测，需要定期维护，不仅影响监测进程、耗费人力，还影响交通运输。
6.3、采用补光照明，虽然不需要每个标志拉线供电，但无法保证百米外远距离监测点的补光效果，造成近处监测点亮度过亮，远处监测点亮度过暗的情况。


技术实现要素：

7.本实用新型主要解决的技术问题是，提供一种应用于大型机构沉降自动光学监测的远距离补光监测系统，以解决现有技术存在的技术问题。
8.采用的技术方案为：一种应用于大型机构沉降自动光学监测的远距离补光监测系统，包括：成像系统、光源组件、半透半反镜和角锥棱镜；角锥棱镜设置在监测点；工作时，光源组件发出的红外激光，经半透半反镜反射后照射到角锥棱镜，经角锥棱镜反射后原路返回，再经半透半反镜透射后在成像系统上成像。
9.进一步的，所述光源组件主要由红外激光灯珠和激光聚焦镜组成，用于发出具有发散角、可远距离照明的红外激光。
10.进一步的，所述成像系统主要由相机、红外滤光片和镜头组成，只接收红外波段的光源，用于接收角锥棱镜反射回来的红外激光进行成像。
11.进一步的，在所述半透半反镜的作用下，所述相机光轴与激光光路同轴。
12.从以上技术方案可以看出，本实用新型采用半透半反镜、激光光源组件、角锥棱镜组成摄像光学补光系统，结合成像系统对角锥棱镜标靶进行视觉监测，具有以下优点：
13.1、在观察点采用光源组件进行补光照明，可适用于摄像监测各种应用场合；
14.2、光源组件发出红外激光，可实现远距离补光，补光距离可达数百米远；
15.3、低功率节能环保；
16.4、各监测点无需拉线接电；
17.5、可全天候24小时监测。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
19.图1是本实用新型实施例提供的一种远距离补光监测系统的结构示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
21.下面通过具体实施例，进行详细的说明。
22.请参考图1，本实用新型实施例提供过一种应用于大型机构沉降自动光学监测的远距离补光监测系统。
23.该远距离补光监测系统主要由相机10、红外滤光片11、镜头12、半透半反镜15、红外激光灯珠13、激光聚焦镜14和角锥棱镜16等组件组成。
24.其中，角锥棱镜16设置在监测点，其它组件则设置在观察点。监测点可以有多个，如图中的1号，2号
……
n号监测点，每个监测点可设置一个角锥棱镜16。
25.其中，红外激光灯珠13、激光聚焦镜14组成光源组件，用于发出有一定发散角、可远距离照明的红外激光。
26.其中，相机10、红外滤光片11、镜头12组成成像系统，该成像系统只接收红外波段光源，非红外波段光源通过红外滤光片11截止，保证可见光及太阳光对成像系统不造成影响。相机10可采用ccd(charge coupled device，电荷耦合器件)相机。尽头12可采用增倍镜。
27.其中，半透半反镜15是一种可以把入射光分离成反射光和透射光两部分的光学玻璃，又称为分光镜或者分束镜。
28.其中，成像系统设置在半透半反镜15一侧，相机光轴与半透半反镜15呈45
°
角；光源组件设置在半透半反镜15一侧，发出的红外激光与半透半反镜15呈45
°
角，经半透半反镜15反射后的激光光路与相机光轴同轴，且角锥棱镜16位于相机光轴上。
29.该远距离补光监测系统工作时，光源组件发出的红外激光，经半透半反镜15反射后照射到角锥棱镜16，经角锥棱镜16反射，使红外激光原路返回，再经半透半反镜15透射后进入成像系统。成像系统接收角锥棱镜16反射回来的红外激光，在相机10内呈现出角锥棱镜16上的光斑图像，完成成像。当监测点的角锥棱镜16发生沉降变化时，相机10内角锥棱镜
16的光斑图像也相应发生变化，从而实现对监测点沉降变化的自动光学监测。
30.综上，本实用新型实施例公开了一种应用于大型机构沉降自动光学监测的远距离补光监测系统，采用半透半反镜、激光光源组件、角锥棱镜组成摄像光学补光系统，结合成像系统对角锥棱镜标靶进行视觉监测，具有以下优点：
31.1、在观察点采用光源组件进行补光照明，可适用于摄像监测各种应用场合；
32.2、光源组件发出红外激光，可实现远距离补光，补光距离可达数百米远；
33.3、低功率节能环保；
34.4、各监测点无需拉线接电；
35.5、可全天候24小时监测。
36.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
37.上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
38.以上，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
39.应当理解，上述各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和保护范围。