一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法和系统与流程

1.本发明涉及边坡地质灾害工程技术领域，具体为一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法和系统。


背景技术：

2.边坡稳定性监测无论在施工阶段还是在竣工后均是监测重点，一旦发生边坡变形可能引发边坡塌陷而造成人员和财产损失。
3.目前的边坡检查技术大体上分位两类，一类是传统的通过光学仪器的边坡监测技术，该技术通过在一个地质结构稳定的地方设置观测基点，并在边坡上设置观测点，然后通过光学仪器观察观测点和观测基点之间的空间距离变化，所有监测均需要通过人工观察完成。
4.另一类采用新的自动观测技术，包括：
5.1、采用定位系统的边坡监测技术，该技术在边坡上设置观测点，每个观测点上均安装定位系统，通过定位系统反馈的实时空间定位与最初的定位偏差，监测边坡形变情况；
6.2、采用激光雷达扫描的边坡监测技术，该技术通过用激光雷达对边坡全景扫描，采集点云数据，再通过软件分析实测数据与设计之间的偏差监测边坡情况。
7.在现有技术cn113160523b一种高边坡稳定性监测预警系统和方法中采用的就是上述自动观测技术中的方法2。
8.上述方案中都是在一个地质结构稳定的地方设置观测基点，并在边坡上设置观测点的方式，当边坡的面积较大时，需要投入的时间，经济，人力成本较高。


技术实现要素：

9.为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法和系统。
10.本发明的技术方案如下：
11.一方面，本发明提出一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法，包括如下具体步骤：
12.在边坡的坡面上的探测点设置若干个固定的基底，所述基底上包括两个相隔固定距离的激光发射器a和激光发射器b；
13.在边坡底部的地基稳定处分别设置观测点a和观测点b，在观测点a和观测点b上各设置一个激光感应板；
14.记录最初所有激光发射器a发射的激光光束照射到观测点a的激光感应板上的位置和激光发射器b发射的激光光束照射到观测点b的激光感应板上的位置作为观测开始时的初始位置；
15.比较若干个时间点各个激光发射器在激光感应板上的对应点相对初始位置的相对距离的差值大小和偏差次数，判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障，并发出预
警信息。
16.作为优选实施方式，根据预定的监控策略判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障步骤中，监控策略具体为：
17.当一天中观测点a和b上任意一个激光发射器对应照射点与初始位置的偏差值超过规范要求的次数大于规定次数时，发送边坡形变风险预警。
18.当观测点a和b上未探测到某一探测点的激光打入情况，且a、b两个激光感应板均未探测到观测点，则直接认定该次探测到的位置与初始位置偏差超过规范要求，且偏差较大直接发送边坡形变风险预警。
19.当观测点a和b上任意一探测点打入的激光进行多次监测，有一半以上a、b两个观测点的观测偏差超过规范要求时，则认为其中一个观测点的激光感应板或者探测点的激光发射器出现问题，发送故障预警。
20.作为优选实施方式，所有激光发射器按照从上到下，从左到右的顺序依次发射激光。
21.另一方面，本发明提出一种基于激光定位的边坡稳定性监测系统，包括：
22.监测设备定位模块：在边坡的坡面上的探测点设置若干个固定的基底，所述基底上包括两个相隔固定距离的激光发射器a和激光发射器b，在边坡底部的地基稳定处分别设置观测点a和观测点b，在观测点a和观测点b上各设置一个激光感应板；
23.监测数据记录模块：记录最初所有激光发射器a发射的激光光束照射到观测点a的激光感应板上的位置和激光发射器b发射的激光光束照射到观测点b的激光感应板上的位置作为观测开始时的初始位置；
24.监测数据分析模块：比较若干个时间点各个激光发射器在激光感应板上的对应点相对初始位置的相对距离的差值大小和偏差次数，判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障，并发出预警信息。
25.作为优选实施方式，根据预定的监控策略判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障步骤中，监控策略具体为：
26.当一天中观测点a和b上任意一个激光发射器对应照射点与初始位置的偏差值超过规范要求的次数大于规定次数时，发送边坡形变风险预警。
27.当观测点a和b上未探测到某一探测点的激光打入情况，且a、b两个激光感应板均未探测到观测点，则直接认定该次探测到的位置与初始位置偏差超过规范要求，且偏差较大直接发送边坡形变风险预警。
28.当观测点a和b上任意一探测点打入的激光进行多次监测，有一半以上a、b两个观测点的观测偏差超过规范要求时，则认为其中一个观测点的激光感应板或者探测点的激光发射器出现问题，发送故障预警。
29.作为优选实施方式，所有激光发射器按照从上到下，从左到右的顺序依次发射激光。
30.再一方面，本发明提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明任一实施例所述的一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法。
31.再一方面，本发明提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序
被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法。
32.本发明具有如下有益效果：
33.1、本发明提出一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法和系统，相较于现有的采用定位系统的边坡监测技术和采用激光雷达扫描的边坡监测技术而言，激光发射器相较于定位系统和激光雷达所需的成本更低，且每个监测基点设置有两个激光发射器和坡底的两个观测点设置有激光感应板，可以提高监测的可靠性。
34.2、本发明提出一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法和系统，坡底设有两个观测点，每个观测点对应接收相应激光发射器的激光光束，此方法可以避免监测基点上的两个激光发射器发射的激光光束在同一块板上出现重合或者误判两个激光光束的对应点从而造成与初始点的距离差的错误。
35.3、本发明提出一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法和系统，按照顺序将激光发射器的激光光束照射到对应的激光感应板上，与初始位置一一对比，可以得出每个监测基点的对应误差值，保证了监测的准确性，减少出现误差的可能性。
附图说明
36.图1为本发明流程图；
37.图2为探测点设置图；
38.图3为观测点设置图；
39.图4为激光与感应板设置图；
40.图5为边坡形变导致观测点偏移示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
43.应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
44.术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
45.术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
46.实施例一：
47.参见图1，一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法，包括如下具体步骤：
48.在边坡的坡面上的探测点设置若干个固定的基底，所述基底上包括两个相隔固定距离的激光发射器a和激光发射器b；
49.具体实施时，每隔15～40米的距离设置一个基底，每个基底上安装有两个激光发射器a和b，激光发射a在后，激光发射器b在前，且两个激光发射器间相隔一定的距离，具体参见图2。
50.在边坡底部的地基稳定处分别设置观测点a和观测点b，在观测点a和观测点b上各设置一个激光感应板；
51.具体实施时，两个观测点分别位于边坡长度方向的1/4和3/4处，具体设置参考图3。
52.记录最初所有激光发射器a发射的激光光束照射到观测点a的激光感应板上的位置和激光发射器b发射的激光光束照射到观测点b的激光感应板上的位置作为观测开始时的初始位置；
53.具体实施时，参见图4，探测点开始由上至下，从左到右，每个探测点的激光发射器a均向观测点a的感应板依次发射激光，激光探测板记录每个点的激光探测位置，作为a点初始值；每个探测点的激光发射器b均向观测点b的感应板依次发射激光，激光探测板记录每个点的激光探测位置，作为b点初始值。
54.比较若干个时间点各个激光发射器在激光感应板上的对应点相对初始位置的相对距离的差值大小和偏差次数，判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障，并发出预警信息。
55.具体实施时，设定好初始位置后进入后续观察阶段，每隔6h记录一次各激光发射器的激光光束在对应激光感应板上的位置，与初始位置做对比。
56.作为本实施例的优选实施方式，根据预定的监控策略判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障步骤中，监控策略具体为：
57.当一天中观测点a和b上任意一个激光发射器对应照射点与初始位置的偏差值超过规范要求的次数大于规定次数时，发送边坡形变风险预警。
58.当观测点a和b上未探测到某一探测点的激光打入情况，且a、b两个激光感应板均未探测到观测点，则直接认定该次探测到的位置与初始位置偏差超过规范要求，且偏差较大直接发送边坡形变风险预警。
59.当观测点a和b上任意一探测点打入的激光进行多次监测，有一半以上a、b两个观测点的观测偏差超过规范要求时，则认为其中一个观测点的激光感应板或者探测点的激光发射器出现问题，发送故障预警。
60.具体实施时，每隔6h记录一次各激光发射器的激光光束在对应激光感应板上的位置，故每天进行4次探测，所述的监控策略具体为：
61.当一天中a和b观测点任意一处对于某一探测点的4次的激光探测的位置，有3次及以上与初始值偏差超过规范要求时，则发送边坡形变风险预警，边坡形变导致观测点偏移的原理如图5所示。
62.当某一探测点的10次监测中，有5次a、b两个观测点的观测偏差超过5mm时，则认为其中一个观测点的感应板或者探测点的激光发射器出现问题，发送故障预警。
63.当观测点a和b上未探测到某一探测点的激光打入情况，且a、b两个激光感应板均未探测到观测点，则直接认定该次探测到的位置与初始位置偏差超过规范要求，且偏差较大直接发送边坡形变风险预警。
64.作为本实施例的优选实施方式，所有激光发射器按照从上到下，从左到右的顺序依次发射激光。
65.具体实施时，可以按照从左到右，从上到下的顺序依次对激光照射器使用不同的延时，使得激光照射器能够按照一定的顺序去发出激光光束，保证结果的可靠性和准确性。
66.实施例二：
67.本发明提出一种基于激光定位的边坡稳定性监测系统，包括：
68.监测设备定位模块：在边坡的坡面上的探测点设置若干个固定的基底，所述基底上包括两个相隔固定距离的激光发射器a和激光发射器b，在边坡底部的地基稳定处分别设置观测点a和观测点b，在观测点a和观测点b上各设置一个激光感应板；
69.监测数据记录模块：记录最初所有激光发射器a发射的激光光束照射到观测点a的激光感应板上的位置和激光发射器b发射的激光光束照射到观测点b的激光感应板上的位置作为观测开始时的初始位置；
70.监测数据分析模块：比较若干个时间点各个激光发射器在激光感应板上的对应点相对初始位置的相对距离的差值大小和偏差次数，判断边坡是否发生形变或者设备是否发生故障，并发出预警信息。
71.作为本实施例的优选实施方式，所述所有激光发射器a的激光光束都只照射到观测点a的激光感应板上，所述所有激光发射器b的激光光束都只照射到观测点b的激光感应板上。
72.作为本实施例的优选实施方式，所有激光发射器按照从上到下，从左到右的顺序依次发射激光。
73.实施例三：
74.本实施例一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明任一实施例所述的一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法。
75.实施例四：
76.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的一种基于激光定位的边坡稳定性监测方法。
77.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。