基于北斗GNSS的爬升脚手架变形监测方法、介质及设备与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。根据本发明的这种实施方式的电子设备。电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器、上述至少一个储存器、连接不同系统组件(包括储存器和处理器)的总线。其中，储存器存储有程序代码，程序代码可以被处理器执行，使得处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。储存器可以包括易失性储存器形式的可读介质，例如随机存取储存器(ram)和/或高速缓存储存器，还可以进一步包括只读储存器(rom)。储存器还可以包括具有一组(至少一个)程序模块的程序/实用工具，这样的程序模块包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括储存器总线或者储存器控制器、外围总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备交互的设备通信，和/或与使得该电子设备能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口进行。并且，电子设备还可以通过网络适配器与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器通过总线与电子设备的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

背景技术：

1、超高层建筑有主体规模庞大、层数多、高度高、工期长等特点。超高层建筑物的建造过程中的稳定性和安全时效性会随着建筑物高度的增加而有更高的要求。超高层建筑的特点及其建造工艺的需求，爬架则可以随着建筑物的高度增加而自动升高，为工人工作平台。

2、超高层项目施工工期长、搭设环境复杂，受季节性(一年四季寒暑交替)变化影响、受爬架材料自身寿命(现场锈蚀、外力碰撞等)影响、现场施工(施工测量堆放、施工工序安排等)影响严重，同时爬架外形随结构外形的变化，随之变化，涉及到倾斜爬升等，特别是一些极端恶劣天气(强台风、强降雪等)对爬架体系会造成极大的影响，容易产生倾覆、坍塌安全事故。造成不同程度的人员伤亡、财产损失和对施工工期的影响。安全监测系统不完善，需采取切实有效的监测管理措施，建立完备的自动化监测及预警体系，预防事故的发生。

3、目前爬架变形监测主要采用全站仪、水准仪等传统设备。采用测小角法或视准法直接测量其前端偏位。受环境因素影响较大，要求建筑周边必须开阔，场地要求高，通视条件好，受场地限制，仪器离建筑物距离近，仪器仰角过大，根本无法满足超高层建筑爬架施工时的形变监测。难以满足实时精准获取纠偏预报、安全防范全过程基础数据。并且目前没有自动化的监测预警体系，均是通过传统监测手段测量，经过后处理人工分析和判断是否存在坍塌等风险，自动化程度低，费时费力，难以满足施工进度需求。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

2、根据本发明的一个方面，提供了基于北斗gnss的爬升脚手架变形监测方法，应用于爬升脚手架，在爬升脚手架的预设变形监测部位安装变形监测站，以获取对应预设变形监测部位的位置信息，并生成对应的相对位置无向图；位置信息包括北斗定位信息；

3、方法包括如下步骤：

4、当爬升脚手架安装调试完成时，获取多个预设变形监测部位对应的初始位置信息；

5、根据初始位置信息，生成爬升脚手架对应的标准姿态矩阵a；a为n×n的邻接矩阵，其中a[i][j]＝a[j][i]＝dji，a[i][j]为a中第i行第j列的元素值；dji为第i个预设变形监测部位对应的初始位置信息与第j个预设变形监测部位对应的初始位置信息之间的距离值；n为预设变形监测部位的总数，i与j均属于[1，n]；

6、当到达预设监测条件时，获取多个预设变形监测部位当前对应的待检测位置信息；

7、根据待检测位置信息，生成爬升脚手架对应的待检测姿态矩阵b；b为n×n的邻接矩阵，其中b[i][j]＝b[j][i]＝eji，b[i][j]为b中第i行第j列的元素值；eji为第i个预设变形监测部位对应的待检测位置信息与第j个预设变形监测部位对应的待检测位置信息之间的距离值；

8、使用谱相似度计算a与b的相似度值p；

9、若p<y1，则依次计算a与b中每一行分别对应的两个行向量之间的相似度；其中，y1为第一相似度阈值；

10、若存在任意一个行对应的两个行向量之间的相似度小于第二相似度阈值y2，则将该行对应的预设变形监测部位确定为变形部位。

11、根据本发明的第二个方面，提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，非瞬时性计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于北斗gnss的爬升脚手架变形监测方法。

12、根据本发明的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的基于北斗gnss的爬升脚手架变形监测方法。

13、本发明至少具有以下有益效果：

14、本发明中，通过设置在爬升脚手架的预设变形监测部位的变形监测站，可以通过北斗定位导航系统实时获取每一个变形监测站的三维位置信息。然后由这些三维位置信息可以形成爬升脚手架对应的姿态无向图，其中任意两个节点(变形监测站)之间的距离及为两个节点之间的边。由此，可以通过将不同监测时刻对应的姿态邻接矩阵，与标准姿态对应的姿态邻接矩阵进行相似度比对来确定是否出现变形。

15、另外，如果某一预设变形监测部位发生变形，则其与其他预设变形监测部位之间的距离基本均会发生变化，反映在邻接矩阵中即为发生变形的节点对应的行向量中的元素值发生大幅度的变化。由此可以通过逐行进行行向量的相似度计算，来确定出具体为那几个部位出现变形。并且本发明可以自动化进行变形监测，可以节省人力物力，同时本方案对场地要求低，可以进一步提高实用性。