一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统及监测方法与流程

本发明属于建筑监测，具体涉及一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统及监测方法。

背景技术：

1、出于对于建筑安全的重视，越来越多建筑，尤其是重要建筑、历史文物建筑、超高建筑、大跨结构等选择在施工期及运维期通过监测系统，对建筑安全性，包括建筑沉降、倾斜、构件变形及外观缺陷等问题进行实时监测。通过实时监测能够及时发现建筑问题及变化趋势，并对问题进行及早预判，从而规避风险，尽可能保障生命及财产安全。目前，对于建筑沉降，常用的传感器有静力水准仪，不同测点及基准点之间需要靠通液管进行连接，安装复杂，且线路上任意一点受到碰撞及液体蒸发皆会影响监测结果；对于倾斜监测，需要在测点安装倾斜仪；对于构件变形，需要在测点安装应变计；对于外观缺陷，目前的惯常做法为目测。由于数据采集及传输的需要，所有传感器通常均需依靠线缆进行连接，虽然可通过无线传输及内置电池的方式解决数据传输与供电问题，但是无线信号并不稳定，电池需要经常更换，且会大幅增加传感器体积，影响安装外观。

2、综上所述，现有监测技术在实用性方面存在一定局限，监测系统安装工序复杂、对安装环境要求高、监测成本高、数据传输不稳定、严重影响建筑外观，导致建筑监测率低，建筑安全缺乏有力的保障手段。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统及监测方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

2、一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，所述系统包括双目摄影装置、激光测距装置、声音采集装置、远程数据处理装置和通信装置；

3、所述双目摄影装置对建筑物的监测区域进行图像采集，并将采集的图像数据通过通信装置传输至远程数据处理装置；

4、所述激光测距装置测量至监测区域的监测点的距离和位姿变化信息，并通过通信装置将所述变化信息传输至远程数据处理装置；

5、所述声音采集装置对监测区域内的语音进行采集，通过通信装置传至远程数据处理装置，并将远程数据处理装置传回的语音信息进行播放。

6、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统还包括设置于所述监测点的待识别模块。

7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述待识别模块为靶纸。

8、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双目摄影装置为两台摄像头。

9、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述激光测距装置为具有一定水平和垂直视角的固态激光雷达。

10、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，还包括供电装置，所述供电装置采用蓄电池或太阳能充电板。

11、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述远程数据处理装置包括人工智能图像识别模块、坐标计算模块、人脸识别模块、语音识别模块、智能问答模块和预警模块。

12、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预警模块通过无线方式将预警信息发送至关联人员的手持终端。

13、本发明还提供了一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统的监测方法，所述方法采用所述的系统来实现，所述方法包括：s1.将双目摄影装置与激光测距装置组装固定，使监测区域及其内部的监测点置于双目摄影装置拍摄范围内；

14、s2.在监测点处粘贴靶纸，并对其中的图像进行识别与定位；

15、s3.双目摄影装置拍摄监测区域，提取监测点周围区域的角点特征，匹配双目图像中的相近特征；推算特征像素的深度值，计算特征点三维坐标及监测区域外观初始状态；通过激光测距装置重复测量激光测距装置与监测点的距离及角度；将双目相机景深测量与激光距离测量融合；

16、s4.保持双目摄影装置姿态角不动，双目摄影装置及激光测距装置持续测量目标区域，通过多传感器数据和远程数据处理装置的特征点追踪模块持续估测监测点及附近区域的特征点在三维空间下相较初始时的坐标变化与位移，分析监测区域内发生的沉降、倾斜和/或变形情况。

17、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据某一时刻双目摄影装置拍摄的监测区域图像，通过远程数据处理装置的人工智能图像识别模块分析监测区域内存在的外观缺陷情况；根据某一时刻双目摄影装置拍摄的监测区域图像，通过远程数据处理装置的人脸识别模块分析关联人员信息；同时声音采集装置根据接收的语音指令，将某一时刻分析的数据情况及系统设定功能通过语音识别模块及智能问答模块进行数据语音查询和功能设定。

18、本发明的有益效果

19、与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

20、1、本发明中，采用人工图像智能识别方法对监测点进行监测，可同时监测多个测点及多个缺陷项目，大大简化了监测系统的布置工作及监测成本，减少了因传感器、线缆、采集仪安装对建筑造成的外观影响。

21、2、本发明中，采用人工图像智能识别与激光测距结合的方法获得监测点空间坐标，在简化监测系统的同时，保证了数据准确性。

22、3、本发明中，采用远程数据处理装置，可对图像进行智能分析，对坐标数据进行分析处理，避免了人工数据处理过程，提高了工作效率。

23、4、本发明中，采用人工图像智能识别模块对人脸进行识别，可在发现缺陷的同时识别出关联人员，及时锁定责任人。

24、5、本发明中，采用语音识别模块及智能问答模块与关联人员进行现场交流，与传统监测方法相比，提高了监测系统的交互性能，简化操作，便于监测数据的及时查用。

25、6、本发明中，采用预警模块对异常数据状态进行智能识别，向关联人员发出预警，可及时发现潜在风险，保障建筑安全性。

技术特征：

1.一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述系统包括双目摄影装置、激光测距装置、声音采集装置、远程数据处理装置和通信装置；

2.根据权利要求1所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述系统还包括设置于所述监测点的待识别模块。

3.根据权利要求2所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述待识别模块为靶纸。

4.根据权利要求1所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述双目摄影装置为两台摄像头。

5.根据权利要求1所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述激光测距装置为具有一定水平和垂直视角的固态激光雷达。

6.根据权利要求1所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，还包括供电装置，所述供电装置采用蓄电池或太阳能充电板。

7.根据权利要求6所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述远程数据处理装置包括人工智能图像识别模块、坐标计算模块、人脸识别模块、语音识别模块、智能问答模块和预警模块。

8.根据权利要求7所述的基于智能识别及激光测距的建筑监测系统，其特征在于，所述预警模块通过无线方式将预警信息发送至关联人员的手持终端。

9.一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统的监测方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-8任一项所述的系统来实现，所述方法包括：s1.将双目摄影装置与激光测距装置组装固定，使监测区域及其内部的监测点置于双目摄影装置拍摄范围内；

10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，根据某一时刻双目摄影装置拍摄的监测区域图像，通过远程数据处理装置的人工智能图像识别模块分析监测区域内存在的外观缺陷情况；根据某一时刻双目摄影装置拍摄的监测区域图像，通过远程数据处理装置的人脸识别模块分析关联人员信息；同时声音采集装置根据接收的语音指令，将某一时刻分析的数据情况及系统设定功能通过语音识别模块及智能问答模块进行数据语音查询和功能设定。

技术总结本发明涉及一种基于智能识别及激光测距的建筑监测系统及监测方法，系统包括双目摄影装置、激光测距装置、声音采集装置、远程数据处理装置和通信装置；双目摄影装置对建筑物的监测区域进行图像采集，并将采集的图像数据通过通信装置传输至远程数据处理装置；激光测距装置测量至监测区域的监测点的距离和位姿变化信息，并通过通信装置将变化信息传输至远程数据处理装置；声音采集装置对监测区域内的语音进行采集，通过通信装置传至远程数据处理装置，并将远程数据处理装置传回的语音信息进行播放。本发明可同时监测多个测点及多个缺陷项目，大大简化了监测系统的布置工作及监测成本，减少了因传感器、线缆、采集仪安装对建筑造成的外观影响。技术研发人员：闫续,宋昌昊,左勇志,鲁巧稚,郝梦瑶,周敬,武晓凤,马强,郑敬杰,张健受保护的技术使用者：中国建筑标准设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18