一種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，包括機(jī)械系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng)；所述機(jī)械系統(tǒng)中包括始終保持自由懸垂?fàn)顟B(tài)的懸垂件，所述光學(xué)成像系統(tǒng)與其相對(duì)以使所述懸垂件在光學(xué)成像系統(tǒng)中成像；所述光學(xué)成像系統(tǒng)與數(shù)據(jù)電纜相連以輸出所述懸垂件位置的視頻信息以供處理得到傾角信息。當(dāng)待測(cè)物傾斜時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)和光學(xué)成像系統(tǒng)會(huì)隨待測(cè)物傾斜，而由于懸垂件始終保持豎直，此時(shí)懸垂件在光學(xué)成像系統(tǒng)中所成圖像會(huì)產(chǎn)生變化，對(duì)吊錘圖像進(jìn)行處理即可計(jì)算出待測(cè)物傾斜的角度。本實(shí)用新型的傳感器精度高、安裝維護(hù)方便、不受電磁場(chǎng)干擾、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】
一種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]傾角傳感器主要用于測(cè)量待測(cè)物和豎直軸之間的夾角。傾角傳感器根據(jù)其數(shù)據(jù)是否能聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)采集可以分為在線式和離線式兩種，在線式是指可以遠(yuǎn)程獲取傳感器測(cè)量結(jié)果，離線式是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量結(jié)果必須人為記錄而無(wú)法直接集成到信息收集系統(tǒng)中。目前最常用的在線式傾角傳感器是基于重力加速度分量測(cè)量原理的，也就是傳感器自身可以測(cè)量其某個(gè)軸方向的加速度分量，若該軸越接近豎直，測(cè)得的加速度數(shù)值越大，該軸越接近水平，測(cè)量到的加速度數(shù)值越小，根據(jù)測(cè)得的加速度豎直、既可推算傾角大小。加速度測(cè)量多是基于MEMS加電子測(cè)量，由于電子測(cè)量本身具有使用壽命低、易老化、易受溫度影響等不足，基于該原理的傾角傳感器也會(huì)因?yàn)槔^承這些補(bǔ)足而具有相應(yīng)的缺點(diǎn)。
[0003]土木工程領(lǐng)域的監(jiān)控具有變化緩慢、變化豎直小、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、拆裝不易等特點(diǎn)，通常建筑物近十年時(shí)間傾角變化都不會(huì)超過(guò)1°，因此，對(duì)傾角傳感器本身的噪聲、溫度漂移、老化等都有較高的要求。土木工程領(lǐng)域的測(cè)量常需要應(yīng)用在室外，也要求傳感器本身應(yīng)具有良好的溫度抗性、耐腐蝕性、防雨水灰塵特性?？陀^上需要研發(fā)新的傾角傳感器以滿足這些要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器。
[0005]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0006]—種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，包括機(jī)械系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng);所述機(jī)械系統(tǒng)中包括始終保持自由懸垂?fàn)顟B(tài)的懸垂件，所述光學(xué)成像系統(tǒng)與其相對(duì)以使所述懸垂件在光學(xué)成像系統(tǒng)中成像;所述光學(xué)成像系統(tǒng)與數(shù)據(jù)電纜相連以輸出所述懸垂件位置的視頻信息以供處理得到傾角信息。
[0007]進(jìn)一步，所述機(jī)械系統(tǒng)部分包括安裝支架、調(diào)零機(jī)構(gòu)、外殼、吊裝機(jī)構(gòu)、懸垂件;所述吊裝機(jī)構(gòu)安裝于所述密封圓筒內(nèi)的上部，所述懸垂件懸掛于所述吊裝機(jī)構(gòu)上、懸垂于所述密封圓筒內(nèi)；所述光學(xué)成像系統(tǒng)安裝于所述密封圓筒內(nèi)并與所述懸垂件相對(duì)以使所述懸垂件在所述光學(xué)成像系統(tǒng)中成像。
[0008]所述機(jī)械系統(tǒng)部分還包括用于將所述傾角傳感器固定于待測(cè)物體上的上安裝支架、下安裝支架，所述上安裝支架、下安裝支架固定于所述密封圓筒上。
[0009]所述機(jī)械系統(tǒng)部分還包括調(diào)零機(jī)構(gòu)，所述調(diào)零機(jī)構(gòu)用于將所述懸垂件在所述光學(xué)成像系統(tǒng)中的成像調(diào)整到處于“零位”。
[0010]所述光學(xué)成像系統(tǒng)還包括圖像處理電路，其依據(jù)所述光學(xué)成像系統(tǒng)提供的所述懸垂件位置的視頻信息計(jì)算出待測(cè)物體的傾斜角度并通過(guò)數(shù)據(jù)電纜輸出。
[0011]所述光學(xué)成像系統(tǒng)為相互配合的攝像頭、光學(xué)鏡頭、光源、圖像處理電路所構(gòu)成的集成模塊。
[0012]所述調(diào)零機(jī)構(gòu)為:在安裝支架上相對(duì)于外殼上的不同方位開(kāi)設(shè)螺紋孔，在各螺紋孔中分別旋入螺柱，旋入的各螺柱的端部觸及外殼，通過(guò)調(diào)節(jié)各螺柱的旋入長(zhǎng)度將外殼限定在使得懸垂件在光學(xué)成像系統(tǒng)中成像處于“零位”的位置。
[0013]所述懸垂件為吊錘。
[0014]所述外殼為不銹鋼密封圓筒。
[0015]所述吊裝機(jī)構(gòu)為微摩擦吊裝機(jī)構(gòu)。
[0016]由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果:該傳感器的外殼和待測(cè)物固定，會(huì)隨著待測(cè)物一同傾斜;光學(xué)成像系統(tǒng)和外殼固定在一起、也會(huì)隨著待測(cè)物而傾斜。而內(nèi)部的吊錘會(huì)由于重力作用而保持豎直。因此當(dāng)待測(cè)物傾斜程度不同時(shí)、吊錘在成像系統(tǒng)中所成的像會(huì)有所不同，利用圖像處理技術(shù)即可計(jì)算出待測(cè)物的傾角。該傳感器具有可在線測(cè)量、精度高、噪聲小、不受溫度影響、使用壽命長(zhǎng)達(dá)近百年、防腐蝕、防水的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。
[0018]圖中數(shù)字標(biāo)記:I為待測(cè)物本體;2為上安裝支架;21為下安裝支架;3為外殼;4為吊裝機(jī)構(gòu);5為光學(xué)成像系統(tǒng)中的攝像頭、光源、光學(xué)鏡頭一體化模塊;6為光學(xué)成像系統(tǒng)中的圖像處理電路板;7為調(diào)零機(jī)構(gòu);71、72為螺柱;8為吊錘。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型傳感器通過(guò)上安裝支架2和下安裝支架21固定于待測(cè)物本體I上，簡(jiǎn)化起見(jiàn)，可以將待測(cè)物本體I理解為一堵墻體。
[0021]本實(shí)用新型包括懸垂件8、吊裝機(jī)構(gòu)4、光學(xué)成像系統(tǒng)5、圖像處理電路板6、外殼3及調(diào)零機(jī)構(gòu)7。
[0022]吊裝機(jī)構(gòu)4設(shè)置于外殼3內(nèi)部一端，懸垂件8掛設(shè)于吊裝機(jī)構(gòu)4之上從而懸垂于外殼3內(nèi)部；
[0023]外殼3內(nèi)部與吊裝機(jī)構(gòu)4相對(duì)的另一端設(shè)有光學(xué)成像系統(tǒng)5，其與懸垂件8的下端相對(duì)以使懸垂件8在光學(xué)成像系統(tǒng)5中成像；
[0024]光學(xué)成像系統(tǒng)5與圖像處理電路板6相連，以便對(duì)懸垂件8在光學(xué)成像系統(tǒng)5中成像進(jìn)行處理，得到待測(cè)量的數(shù)值，該數(shù)值通過(guò)數(shù)據(jù)電纜上傳到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。
[0025]該傾角傳感器上還設(shè)有調(diào)零機(jī)構(gòu)7，可以在初始環(huán)境已經(jīng)存在一定傾角的情況下將懸垂件8在光學(xué)成像系統(tǒng)5中的成像位置調(diào)節(jié)到“零位”。
[0026]本實(shí)施例中，調(diào)零機(jī)構(gòu)7為螺紋螺柱結(jié)構(gòu);具體為:在下安裝支架21上相對(duì)于外殼3上的不同方位開(kāi)設(shè)螺紋孔，在各螺紋孔中旋入各螺柱71、72等，旋入的各螺柱71、72等的端部可觸及外殼3，通過(guò)調(diào)節(jié)各螺柱71、72的旋入長(zhǎng)度可以將外殼3限定在特定的位置，即使得懸垂件8在光學(xué)成像系統(tǒng)5中成像處于“零位”的位置。
[0027]若下安裝支架21為四邊形結(jié)構(gòu)，可以在每條邊上正對(duì)外殼3中心的方位各開(kāi)設(shè)一個(gè)螺紋孔并分別旋入螺柱，通過(guò)調(diào)節(jié)各螺柱71、72的旋入長(zhǎng)度可以將外殼3限定在“零位”的位置。
[0028]懸垂件8可以采用吊錘，外殼3可以采用不銹鋼密封圓筒;為了提高測(cè)量精度，吊裝機(jī)構(gòu)4可以采用微摩擦吊裝機(jī)構(gòu)。
[0029]光學(xué)成像系統(tǒng)5中的攝像頭、光源、光學(xué)鏡頭一體化模塊;光學(xué)成像系統(tǒng)中的圖像處理電路板6均可采用市場(chǎng)上常見(jiàn)的產(chǎn)品，此不贅述。
[0030]具體使用時(shí)，只需要如圖1所示將本實(shí)用新型固定在待測(cè)物本體上，進(jìn)行調(diào)零操作，并將數(shù)據(jù)傳輸電纜連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中即可。
[0031]如果隨著時(shí)間的推移，待測(cè)物本體確實(shí)發(fā)生了傾斜的情況，待測(cè)物本體上用于固定外殼3的部分也必然隨著待測(cè)物本體傾斜，外殼3以及固定于外殼3之上的光學(xué)成像系統(tǒng)5也隨著傾斜，由于懸垂件8在任何情況下始終是保持豎直狀態(tài)的，故此時(shí)懸垂件8在光學(xué)成像系統(tǒng)5中的成像相對(duì)于待測(cè)物本體發(fā)生傾斜前就發(fā)生了變化，依據(jù)成像的不同可以計(jì)算出待測(cè)物I的傾斜角度。
[0032]通過(guò)光學(xué)成像系統(tǒng)的電路板引出RS485通訊線，可以將測(cè)量到的傾角數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳給數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。
[0033]綜上所述，本實(shí)用新型傳感器實(shí)施例外殼可采用密封不銹鋼圓筒，不銹鋼圓筒通過(guò)安裝支座固定在待測(cè)物上并通過(guò)調(diào)零機(jī)構(gòu)和待測(cè)物保持方向一致。不銹鋼圓筒底部固定有光學(xué)成像系統(tǒng)，光學(xué)成像系統(tǒng)會(huì)隨著不銹鋼圓筒、隨著待測(cè)物而傾斜。不銹鋼圓筒上部安裝有能自由懸垂的吊錘，在待測(cè)物、圓筒傾角變化時(shí)，吊錘會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔枚^續(xù)保持豎直。因此，待測(cè)物傾角不同時(shí)，吊錘在光學(xué)成像系統(tǒng)中所成圖像不同；從而可以根據(jù)吊錘的成像計(jì)算出待測(cè)物的傾角。
[0034]為了提高該傾角傳感器的精度，不銹鋼圓筒和吊錘之間采用微摩擦吊裝機(jī)構(gòu)。
[0035]為了提高傳感器的防水、防灰塵、防腐蝕能力，外殼采用不銹鋼圓筒，且該圓筒全密封。
[0036]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，對(duì)于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:包括機(jī)械系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng);所述機(jī)械系統(tǒng)中包括始終保持自由懸垂?fàn)顟B(tài)的懸垂件，所述光學(xué)成像系統(tǒng)與其相對(duì)以使所述懸垂件在光學(xué)成像系統(tǒng)中成像;所述光學(xué)成像系統(tǒng)與數(shù)據(jù)電纜相連以輸出所述懸垂件位置的視頻信息以供處理得到傾角信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述機(jī)械系統(tǒng)部分包括安裝支架、調(diào)零機(jī)構(gòu)、外殼、吊裝機(jī)構(gòu)、懸垂件;所述吊裝機(jī)構(gòu)安裝于密封圓筒內(nèi)的上部，所述懸垂件懸掛于所述吊裝機(jī)構(gòu)上、懸垂于密封圓筒內(nèi)；所述光學(xué)成像系統(tǒng)安裝于密封圓筒內(nèi)并與所述懸垂件相對(duì)以使所述懸垂件在所述光學(xué)成像系統(tǒng)中成像。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述機(jī)械系統(tǒng)部分還包括用于將所述傾角傳感器固定于待測(cè)物體上的上安裝支架、下安裝支架，所述上安裝支架、下安裝支架固定于密封圓筒上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述機(jī)械系統(tǒng)部分還包括調(diào)零機(jī)構(gòu)，所述調(diào)零機(jī)構(gòu)用于將所述懸垂件在所述光學(xué)成像系統(tǒng)中的成像調(diào)整到處于“零位”。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述光學(xué)成像系統(tǒng)還包括圖像處理電路，其依據(jù)所述光學(xué)成像系統(tǒng)提供的所述懸垂件位置的視頻信息計(jì)算出待測(cè)物體的傾斜角度并通過(guò)數(shù)據(jù)電纜輸出。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述光學(xué)成像系統(tǒng)為相互配合的攝像頭、光學(xué)鏡頭、光源、圖像處理電路所構(gòu)成的集成模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述調(diào)零機(jī)構(gòu)為:在安裝支架上相對(duì)于外殼上的不同方位開(kāi)設(shè)螺紋孔，在各螺紋孔中分別旋入螺柱，旋入的各螺柱的端部觸及外殼，通過(guò)調(diào)節(jié)各螺柱的旋入長(zhǎng)度將外殼限定在使得懸垂件在光學(xué)成像系統(tǒng)中成像處于“零位”的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述懸垂件為吊錘。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述外殼為不銹鋼密封圓筒。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于吊錘位置視頻識(shí)別技術(shù)的傾角傳感器，其特征在于:所述吊裝機(jī)構(gòu)為微摩擦吊裝機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01C9/14GK205580452SQ201620008585
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日
【發(fā)明人】胡敬禮
【申請(qǐng)人】上海筑邦測(cè)控科技有限公司