一种结构位移激光测量方法和系统

摘要

本发明公开了一种结构位移激光测量方法和系统，方法包括：获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干第一激光位移和若干第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；第一结构面和第二结构面为不同结构立面；对若干第一激光位移和若干第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移。本发明实施例通过对两个结构面的多个位置处的激光位移进行误差修正和融合计算的方式，同时得到结构不同位置处的三维位移，测量精度高且成本低廉。

权利要求

1.一种结构位移激光测量方法，其特征在于，所述方法包括：获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；所述第一结构面和所述第二结构面为不同结构立面；

对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移；

所述获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移之前包括：对若干所述激光接收模块进行时间同步处理；

确定基准点，其中，所述基准点对应一个激光接收模块；

获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移，包括：所述第一结构面和所述第二结构面分别对应设置一个激光发射模块；

所述对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移包括：获取若干激光束初始发射角；

获取所述激光发射模块到若干所述激光接收模块的若干第一初始距离；

根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值；

根据若干所述第一激光位移、若干所述第二激光位移和若干所述误差值，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

所述根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值包括：获取所述基准点处激光接收模块的激光偏移量作为参考位移；

根据若干激光束初始发射角和若干所述第一初始距离，通过三角变换，得到若干第一比例值；

针对每个所述第一比例值，将每个所述第一比例值乘以所述参考位移，得到与每个所述第一比例值对应的误差值；

所述将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移包括：将若干所述第一激光位移分解成若干第一方向位移和若干第二方向位移；

将若干所述第二激光位移分解成若干第三方向位移和若干第四方向位移；

将若干所述第三方向位移通过三角变换，得到若干第一变换值，将若干所述第二方向位移减去各自对应的第一变换值，得到若干第五方向位移，将若干所述第一方向位移通过三角变换，得到若干第二变换值，将若干所述第四方向位移减去各自对应的第二变换值，得到若干第六方向位移；

将若干所述第一方向位移作为若干y轴坐标位移，将若干所述第三方向位移作为若干x轴坐标位移，将若干所述第五方向位移或者若干所述第六方向位移作为若干z轴坐标位移。

2.根据权利要求1所述的结构位移激光测量方法，其特征在于，所述方法还包括：获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

3.一种结构位移激光测量系统，其特征在于，所述系统包括：两个激光发射模块，用于分别同时发射若干激光束；

若干激光接收模块，用于接收激光，并识别所述激光接收模块处激光点的位移量，并对激光点位移数据处理，得到结构的位移，其中，所述激光接收模块包括激光点位置传感器和数据处理模块；

所述激光点位置传感器用于测量激光点在激光点位置传感器表面上的位置；

所述数据处理模块包括：

第一获取模块，用于获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；

第一误差修正模块，用于对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

融合模块，用于将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移；

所述获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移之前包括：对若干所述激光接收模块进行时间同步处理；

确定基准点，其中，所述基准点对应一个激光接收模块；

获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移，包括：所述第一结构面和所述第二结构面分别对应设置一个激光发射模块；

所述对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移包括：获取若干激光束初始发射角；

获取所述激光发射模块到若干所述激光接收模块的若干第一初始距离；

根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值；

根据若干所述第一激光位移、若干所述第二激光位移和若干所述误差值，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

所述根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值包括：获取所述基准点处激光接收模块的激光偏移量作为参考位移；

根据若干激光束初始发射角和若干所述第一初始距离，通过三角变换，得到若干第一比例值；

针对每个所述第一比例值，将每个所述第一比例值乘以所述参考位移，得到与每个所述第一比例值对应的误差值；

所述将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移包括：将若干所述第一激光位移分解成若干第一方向位移和若干第二方向位移；

将若干所述第二激光位移分解成若干第三方向位移和若干第四方向位移；

将若干所述第三方向位移通过三角变换，得到若干第一变换值，将若干所述第二方向位移减去各自对应的第一变换值，得到若干第五方向位移，将若干所述第一方向位移通过三角变换，得到若干第二变换值，将若干所述第四方向位移减去各自对应的第二变换值，得到若干第六方向位移；

将若干所述第一方向位移作为若干y轴坐标位移，将若干所述第三方向位移作为若干x轴坐标位移，将若干所述第五方向位移或者若干所述第六方向位移作为若干z轴坐标位移；

所述数据处理模块还包括：

第二获取模块，用于获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

第二误差修正模块，用于将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

计算模块，用于将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

4.一种智能终端，其特征在于，包括有存储器，存储器中存储有一个以上的程序，且经由一个以上的处理器执行所述一个以上的程序，所述一个以上的程序用于执行实现如权利要求1‑2中任意一项所述的方法。

5.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求1‑2中任意一项所述的方法。

说明书

一种结构位移激光测量方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工程测量技术领域，尤其涉及的是一种结构位移激光测量方法和系统。

背景技术

[0002] 在工程结构建设、使用过程中，由于结构物本身的荷载和外界荷载(如地基不稳定、风力、地震动等)作用等因素的影响，经常导致结构物发生沉降、位移、倾斜和挠曲等形变。现有结构在遭遇这些因素影响后，会造成一定的损伤，而结构的位移是结构损伤状况评估的重要参数。结构位移实时数据在评价结构安全性上十分重要，为结构健康监测提供可靠的数据基础；同时相关规范对结构变形有一定的质量验收要求。现有技术出现了很多的结构位移激光测量方法，但是现有的结构位移激光测量方法的成本和精度无法兼顾。

[0003] 因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构位移激光测量方法和系统，旨在解决现有技术中结构位移激光测量方法的成本和精度无法兼顾的问题。

[0005] 本发明解决问题所采用的技术方案如下：

[0006] 第一方面，本发明实施例提供一种结构位移激光测量方法，其中，所述方法包括：

[0007] 获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；所述第一结构面和所述第二结构面为不同结构立面；

[0008] 对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

[0009] 将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移。

[0010] 在一种实现方式中，所述获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移之前包括：对若干所述激光接收模块进行时间同步处理。

[0011] 在一种实现方式中，所述获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移之前还包括：

[0012] 确定基准点，其中，所述基准点对应一个激光接收模块。

[0013] 在一种实现方式中，所述对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移包括：

[0014] 获取若干激光束初始发射角；

[0015] 获取所述激光发射模块到若干所述激光接收模块的若干第一初始距离；

[0016] 根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值；

[0017] 根据若干所述第一激光位移、若干所述第二激光位移和若干所述误差值，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移。

[0018] 在一种实现方式中，所述根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值包括：

[0019] 获取所述基准点处激光接收模块的激光偏移量作为参考位移；

[0020] 根据若干激光束初始发射角和若干所述第一初始距离，通过三角变换，得到若干第一比例值；

[0021] 针对每个所述第一比例值，将每个所述第一比例值乘以所述参考位移，得到与每个所述第一比例值对应的误差值。

[0022] 在一种实现方式中，所述将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移包括：

[0023] 将若干所述第一激光位移分解成若干第一方向位移和若干第二方向位移；

[0024] 将若干所述第二激光位移分解成若干第三方向位移和若干第四方向位移；

[0025] 将若干所述第三方向位移通过三角变换，得到若干第一变换值，将若干所述第二方向位移减去各自对应的第一变换值，得到若干第五方向位移，将若干所述第一方向位移通过三角变换，得到若干第二变换值，将若干所述第四方向位移减去各自对应的第二变换值，得到若干第六方向位移；

[0026] 将若干所述第一方向位移作为若干y轴坐标位移，将若干所述第三方向位移作为若干x轴坐标位移，将若干所述第五方向位移或者若干所述第六方向位移作为若干z轴坐标位移。

[0027] 在一种实现方式中，所述方法还包括：

[0028] 获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

[0029] 将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

[0030] 将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

[0031] 第二方面，本发明实施例还提供一种结构位移激光测量系统，其中，所述系统包括：至少一个激光发射模块，用于同时发射若干第一激光束；

[0032] 至少一个激光接收模块，用于接收激光，并识别所述激光束的位置，并对基于若干预设位置和所述激光束的位置得到位移，并对位移进行数据处理，得到结构的位移，其中，所述激光接收模块包括位置传感器和数据处理模块；

[0033] 所述位置传感器用于测量激光点在探测器表面上的位置；

[0034] 所述数据处理模块包括：

[0035] 第一获取模块，用于获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；

[0036] 第一误差修正模块，用于对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

[0037] 融合模块，用于将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移；

[0038] 或者

[0039] 第二获取模块，用于获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

[0040] 第二误差修正模块，用于将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

[0041] 计算模块，用于将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

[0042] 第三方面，本发明实施例还提供一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上述任意一项所述的结构位移激光测量方法。

[0043] 第四方面，本发明实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如上述中任意一项所述的结构位移激光测量方法。

[0044] 本发明的有益效果：本发明实施例首先获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；所述第一结构面和所述第二结构面为不同结构立面；然后对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；最后将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移；可见，本发明实施例通过对两个结构面的多个位置处的激光位移进行误差修正和融合计算的方式，同时得到结构不同位置处的三维位移，测量精度高且成本低廉。

附图说明

[0045] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0046] 图1为本发明实施例提供的结构位移激光测量方法流程示意图。

[0047] 图2为本发明实施例提供的一种实现方式的激光接收模块双面布置结构后获取位移数据的示意图。

[0048] 图3为本发明实施例提供的一种实现方式的结构位移测量流程示意图。

[0049] 图4为本发明实施例提供的一种实现方式的误差位移修正示意图。

[0050] 图5为本发明实施例提供的一种实现方式的位移融合示意图。

[0051] 图6为本发明实施例提供的一种实现方式的激光接收模块单面布置结构后获取位移数据的示意图。

[0052] 图7为本发明实施例提供的一种实现方式的获取水平左右方向位移和前后方向位移的示意图。

[0053] 图8为本发明实施例提供的一种实现方式的仅需测量沉降的结构示意图。

[0054] 图9为本发明实施例提供的结构位移激光测量系统的原理图。

[0055] 图10为本发明实施例提供的智能终端的内部结构原理框图。

[0056] 其中：1、激光发射模块；2、激光接收模块；3、基准点及其激光接收模块；4、被测结构。

具体实施方式

[0057] 本发明公开了一种结构位移激光测量方法和系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0058] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

[0059] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0060] 由于现有技术中针对结构位移变形的测量方法主要包括：

[0061] (1)全站仪测量法：全站仪变形监测以其自动化、高精度、三维监测的技术优势,在变形监测中得到了普遍应用，目前结构工程变形测量上占有绝对优势。但是对特定结构长期高精度监测上，显得不合适。

[0062] (2)GPS测量法：该测量办法基于卫星定位技术，具有范围广、连续性、实时性、提供三维坐标、全天候作业等优点，可进行远程实时监测。但是高精度定位测量难以使用，使用成本较高，其精度难以满足结构健康状态评估的要求。

[0063] (3)基于三维激光扫描技术测量、基于数字摄影测量技术：近年虽然空间技术和计算机视觉技术快速发展，对于结构的位移变形监测可以基于空间图像技术通过数据分析得出，但在大多数情况下，由于其技术难点大、成本高。

[0064] (4)激光多普勒测量仪：是利用激光多普勒频差效应原理，外差，电光调制技术对被测长度进行度量的仪器，可实现微米级高精度测测量，目前在结构位移高精度测量上也有应用，但价格高昂。

[0065] (5)智能测量机器人：该种高新智能测量设备汇聚了光、机、电技术，拥有自动搜索和照准功能，测量精度较高，性能稳定，可全天候监测。结合智能化操作系统，使测量更便捷，智能自动化。但相对于传统测量仪器，价格高昂。

[0066] 在高精度实时监测结构位移的方案上，现有的技术均存在一定的缺点，成本和精度问题一直得不到很好的协调。

[0067] 为了解决现有技术的问题，本实施例提供了结构位移激光测量方法和系统，通过对两个结构面的多个位置处的激光位移进行误差修正和融合计算的方式，同时得到结构不同位置处的三维位移，测量精度高且成本低廉。具体实施时，首先获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；所述第一结构面和所述第二结构面为不同结构立面；然后对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；最后将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移。

[0068] 示例性方法

[0069] 实施例1

[0070] 本实施例提供一种结构位移激光测量方法，该方法可以应用于工程测量的智能终端。具体如图1所示，所述方法包括：

[0071] S100、获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；所述第一结构面和所述第二结构面为不同结构立面；

[0072] S200、对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

[0073] S300、将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移。

[0074] 在本实施例中，激光接收模块为位置传感器，被测结构双面布置位置传感器：适用于新建成结构，或在建的结构，采用本实施例中的方法可以得到精准的结构位移值。在本实施例中，被测结构包括：房屋、桥梁、大坝、基坑、电线杆、梁柱等。如图2所示，工程师会事先选择发射机站点：在相对稳定且干扰较少的固定点布置激光发射模块(也即发射机)，在本实施例中，每个结构面对应设置有一个发射机站点，两个结构面就对应有两个发射机站点。该发射机可同时发射多束自准直激光。同时，还要布置位置传感器的位置：在所测结构两个立面的不同高度或不同位置的测点布置位置传感器，使位置传感器固定在结构表面，随结构移动而移动。该位置传感器可高精度识别激光点位置，进而得到激光位移。如图2所示，通过若干位置传感器测量得到第一结构面的若干第一激光位移和第二结构面的若干第二激光位移。由于实际中，激光发射模块(发射机)会出现抖动的情况，导致发射角度有微小转动，转动角为θ，导致激光点在位置传感器位置发生变化，使得每个接收机(也即位置传感器)上所测的位移有误差，需要修正，以得到若干修正后的第一激光位移和修正后的若干第二激光位移。此外，由于仅仅根据若干修正后的第一激光位移或者修正后的若干第二激光位移，无法得到结构的沉降，也即结构在竖直方向的位移，故需要将若干修正后的第一激光位移和若干修正后的第二激光位移进行融合，如图3所示，得到结构的三维方向位移：结构在水平左右方向、水平前后方向和竖直方向的位移，这样可以为结构健康监测提供可靠的数据基础，并为监测机构对结构形变的质量验收提供参考。

[0075] 在一种实现方式中，所述获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移之前包括如下步骤：对若干所述激光接收模块进行时间同步处理。

[0076] 具体地，各个激光接收模块接收的激光位置是动态时刻性的，由于需要精确计算同一时刻结构不同位置的激光位移，同时由于数据处理需要将多个激光接收模块的数据进行融合处理，而整个处理过程是动态时刻性的，使得测量精度与多激光接收模块的时间同步息息相关，故需要将多激光接收模块中的位置传感器进行时间同步，在正式测试前工程师需要对布置的多个位置传感器进行时间同步调试，从而保证测量精度，时间同步算法现有技术有很多，在此不做赘述。

[0077] 在一种实现方式中，所述获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移之前还包括如下步骤：确定基准点，其中，所述基准点对应一个激光接收模块。

[0078] 具体地，在相对稳定且干扰较少的固定点(例如结构底部某点或者非常稳定的结构外部某点)布置基准点的激光接收模块,也即位置传感器，基准点可以在结构底部某点或者非常稳定的结构外部某点，这样，这个点可以被看成测量时的标准点，不会因为环境而发生变化的点，可以用来对后续若干激光接收模块一一对应的若干激光位移进行误差修正，从而提高结构位移测量精度。值得注意的是，每个结构面都对应一个基准点。

[0079] 步骤S200包括如下步骤：

[0080] S201、获取若干激光束初始发射角；

[0081] S202、获取所述激光发射模块到若干所述激光接收模块的若干第一初始距离；

[0082] S203、根据若干激光束初始发射角、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值；

[0083] S204、根据若干所述第一激光位移、若干所述第二激光位移和若干所述误差值，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移。

[0084] 具体地，先通过全站仪获取若干激光束初始发射角 (也即若干布置的激光接收模块和激光发射点连线与水平方向的夹角)，此时可以通过计算得到若干所述激光束初始发射角的若干余弦函数 接着通过全站仪获取所述激光发射模块到若干所述激光接收模块的若干第一初始距离Li(也即发射机发射点与若干激光接收模块接收点的距离)；其中，若干所述第一初始距离Li与若干所述余弦函数 一一对应，都与第i个激光接收模块对应；这样，通过对若干所述余弦函数、若干所述第一初始距离和所述基准点处激光偏移量，通过三角变换，计算得到若干误差值Δdi。值得注意的是，与现有技术中采用全站仪实时测量结构的位移不同，本发明实施例只在第一次时使用全站仪测量出若干初始发射角 和若干第一初始距离Li，后续将不再使用到全站仪。

[0085] 步骤M203包括如下步骤：

[0086] S2031、获取所述基准点处激光接收模块的激光偏移量作为参考位移；

[0087] S2032、根据若干激光束初始发射角和若干所述第一初始距离，通过三角变换，得到若干第一比例值；

[0088] S2033、针对每个所述第一比例值，将每个所述第一比例值乘以所述参考位移，得到与每个所述第一比例值对应的误差值.

[0089] 具体地，如图4所示，第i个接收机产生的误差值Δdi(可视为二维向量)是与基准点处激光接收模块的激光偏移量(也即参考位移)Δd0具有线性关系的，参考位移Δd0可以测量得到。假设激光发射模块的转动角为θ，由于转动角θ很小，其正切函数的值与转动角θ近似相等。推导过程如下：先将若干所述第一初始距离Li均乘以所述正切函数θ，得到若干距离函数，针对每个所述距离函数，将每个所述距离函数除以激光束初始发射角的余弦函数，得到与每个所述距离函数对应的误差函数，如：

[0090]

[0091]

[0092]

[0093] 根据若干激光束初始发射角的余弦函数 若干所述第一初始距离Li、通过三角变换,也即公式(1)、(2)、(3)可以得到若干第一比例值，如下公式：

[0094]

[0095] 其中，i＝1,2,3......。针对每个所述第一比例值，从而可以得到第i个接收机产生的误差变化值Δdi为每个所述第一比例值 乘以参考位移Δd0。

[0096] 得到若干所述误差值Δdi后，最后根据若干所述第一激光位移、若干所述第二激光位移和若干所述误差值Δdi，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移，可通过数据处理模块中的算法将该仪器中的误差进行修正，如误差消减公式为：

[0097] 修正后的第一激光位移＝修正前所测数据(第一激光位移)‑Δdi；

[0098] 修正后的第二激光位移＝修正前所测数据(第二激光位移)‑Δdi。

[0099] 其中，Δdi是一个二维向量，则需要根据三角函数将Δdi投射到x轴和y轴，得到x轴方向误差和y轴方向误差，并将第一激光位移的x轴方向位移减去x轴方向误差，得到修正后的第一激光位移x轴方向值；将第二激光位移的x轴方向位移减去x轴方向误差，得到修正后的第二激光位移x轴方向值，将第一激光位移的y轴方向位移减去y轴方向误差，得到修正后的第一激光位移y轴方向值；将第二激光位移的y轴方向位移减去y轴方向误差，得到修正后的第二激光位移y轴方向值。

[0100] 步骤S300包括如下步骤：

[0101] S301、将若干所述第一激光位移分解成若干第一方向位移和若干第二方向位移；

[0102] S302、将若干所述第二激光位移分解成若干第三方向位移和若干第四方向位移；

[0103] S303、将若干所述第三方向位移通过三角变换，得到若干第一变换值，将若干所述第二方向位移减去各自对应的第一变换值，得到若干第五方向位移，将若干所述第一方向位移通过三角变换，得到若干第二变换值，将若干所述第四方向位移减去各自对应的第二变换值，得到若干第六方向位移；

[0104] S304、将若干所述第一方向位移作为若干y轴坐标位移，将若干所述第三方向位移作为若干x轴坐标位移，将若干所述第五方向位移或者若干所述第六方向位移作为若干z轴坐标位移。

[0105] 具体地，如图5所示，将若干所述第一激光位移分解成若干第一方向位移vi和若干第二方向位移vj，将若干所述第二激光位移分解成若干第三方向位移ui和若干第四方向位移uj，将若干所述第三方向位移ui通过三角变换，也即将若干所述第三方向位移ui乘以tanαi得到若干第一变换值，将若干所述第二方向位移vj减去各自对应的第一变换值，得到若干第五方向位移vjz＝vj‑dx×tanαi，其中，dx＝ui；将若干所述第一方向位移vi通过三角变换，也即将若干所述第一方向位移vi乘以tanβi，得到若干第二变换值，将若干所述第四方向位移uj减去各自对应的第二变换值，得到若干第六方向位移ujz＝uj‑dy×tanβi，其中，dy＝vi。因此，可以将若干所述第三方向位移ui作为若干X轴坐标位移dx，将若干所述第一方向位移vi作为若干y轴坐标位移dy，将若干所述第五方向位移vjz或者若干所述第六方向位移ujz作为若干z轴坐标位移dz，那么由若干所述x轴坐标位移dx、若干所述y轴坐标位移dy和若干所述z轴坐标位移dz就可以组成一个结构的三维位移。

[0106] 实施例2

[0107] 本实施例提供一种结构位移激光测量方法，该方法可以应用于工程测量的智能终端。具体如图6所示，所述方法还包括：

[0108] 步骤M100、获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

[0109] 步骤M200、将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

[0110] 步骤M300、将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

[0111] 在本实施例中，单面布置激光接收机(位置传感器)，可测得结构水平位移，适用于已建成较为稳固，结构沉降值较低可忽略的结构，也即dz为0；此外，结构水平方向晃动产生位移时，由于位移值很小，且偏角很小，故在该高度范围内被测点认为只有单向(水平方向)位移，也即将曲线微段看作直线微段，另一方向位移值比水平方向少一个数量级，故忽略不计；且结构扭转量通量很小，与水平位移相比具有数量级差别，故忽略不计。为了得到准确的结构位移，先对若干第三激光位移进行误差修正；修正方法与前述的对第一激光位移和第二激光位移修正方法相同，在此不再赘述。如图7所示，将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移vi和若干z轴方向位移vj，将若干所述x轴方向位移vi作为结构不同位置i的左右方向位移dy，将若干所述z轴方向位移vj除以各自对应的预设正切值tanαi，得到结构不同位置i的前后方向位移dx，结构不同位置i的左右方向位移和结构不同位置i的前后方向位移可通过可视化软件等显示。本发明实施例的方法通过一个面的测量就可以得到结构不同位置处的左右方向位移和前后方向位移，使得测量精度高且成本低廉。

[0112] 在一种实现方式中，如图8所示，当结构仅需测量沉降位移时，可以采用仅在一个结构面布置激光接收模块来测量结构的沉降，即在一个结构面的底部布置激光接收模块，在结构外部布置一个基准点。

[0113] 示例性设备

[0114] 如图9中所示，本发明实施例提供一种结构位移激光测量系统，该装置包括：至少一个激光发射模块，用于同时发射若干第一激光束；

[0115] 至少一个激光接收模块，用于接收激光，并识别所述激光束的位置，并对基于若干预设位置和所述激光束的位置得到位移，并对位移进行数据处理，得到结构的位移，其中，所述激光接收模块包括位置传感器和数据处理模块；

[0116] 所述位置传感器用于测量激光点在探测器表面上的位置；

[0117] 所述数据处理模块包括：

[0118] 第一获取模块，用于获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；

[0119] 第一误差修正模块，用于对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

[0120] 融合模块，用于将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移；

[0121] 或者

[0122] 第二获取模块，用于获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

[0123] 第二误差修正模块，用于将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

[0124] 计算模块，用于将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

[0125] 基于上述实施例，本发明还提供了一种智能终端，其原理框图可以如图10所示。该智能终端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏、温度传感器。其中，该智能终端的处理器用于提供计算和控制能力。该智能终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该智能终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种结构位移激光测量方法。该智能终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该智能终端的温度传感器是预先在智能终端内部设置，用于检测内部设备的运行温度。

[0126] 本领域技术人员可以理解，图10中的原理图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的智能终端的限定，具体的智能终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

[0127] 在一个实施例中，提供了一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：

[0128] 获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；所述第一结构面和所述第二结构面为不同结构立面；

[0129] 对若干所述第一激光位移和若干所述第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；

[0130] 将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移；

[0131] 或者

[0132] 获取一个结构面的若干位置对应的若干第三激光位移；

[0133] 将若干所述第三激光位移进行误差修正处理的步骤，得到修正后的若干第三激光位移；

[0134] 将修正后的第三激光位移分解为若干x轴方向位移和若干z轴方向位移，将若干所述x轴方向位移作为结构不同位置的左右方向位移，将若干所述z轴方向位移通过三角变换，得到结构不同位置的前后方向位移。

[0135] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

[0136] 综上所述，本发明公开了一种结构位移激光测量方法和系统，方法包括：获取第一结构面的若干位置对应的若干第一激光位移和第二结构面的若干位置对应的若干第二激光位移；其中，若干第一激光位移和若干第二激光位移通过若干激光接收模块测量得到；第一结构面和第二结构面为不同结构立面；对若干第一激光位移和若干第二激光位移进行误差修正处理，得到修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移；将修正后的若干第一激光位移和修正后的若干第二激光位移进行融合处理，得到结构的三维方向位移。本发明实施例通过对两个结构面的多个位置处的激光位移进行误差修正和融合计算的方式，同时得到结构不同位置处的三维位移，测量精度高且成本低廉。

[0137] 基于上述实施例，本发明公开了一种结构位移激光测量方法，应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。