一种工程施工用倾斜度测量系统及其测量方法与流程

本发明主要涉及倾斜度测量的，具体涉及一种工程施工用倾斜度测量系统及其测量方法。

背景技术：

1、在工程建设中，构筑物垂直度决定了其抵抗水平荷载的能力及建筑稳定性，对于确保工程建筑的整体稳定性至关重要。

2、目前根据申请号为cn201811018333.1的专利文献所提供的一种桩体倾斜度测量装置及方法可知，该倾斜度测量装置及方法包括定位器、定位球和斜度尺，定位器内部有填充液，定位球设置于定位器内部，定位球与填充液密度不同；定位器绕设在桩体外周成闭合圆环；能快速定位桩体倾斜度测量点，操作简便，使用不受环境限制。

3、上述定位器绕设在桩体外周成闭合圆环；能快速定位桩体倾斜度测量点，操作简便，但传统的倾斜度测量系统往往采用全站仪作为测量仪进行测量，该方式中测量人员仅能得到测量数据，而难以对该位置下历史的数据进行对比，影响测量结果的使用。

4、另外传统的倾斜度测量系统在将测量仪固定到待测物体待测面进行倾斜度测量时对固定位置的选取未考虑到待测物体待测面的平整度，容易导致固定位置的选取不当，这是由于当待测面不平整时测量仪无法与待测面保持均匀的接触，由此导致较大的测量误差，在一定程度上影响了测量结果的准确度，从而难以满足测量需求。

技术实现思路

1、本发明主要提供了一种工程施工用倾斜度测量系统及其测量方法用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种工程施工用倾斜度测量系统，包括：检测单元，固定在待测物体待测面上，用于检测待测物待测面的倾斜度，并将所述倾斜度变化量转换为电信号。

3、显示单元，与检测单元连接，用于将所述电信号转化为数字信号，并将所述数字信号转化为倾斜角度数值，还用于显示所述倾斜角度数值。

4、供电单元，与所述检测单元和显示单元连接，并为检测单元和显示单元供电。

5、所述检测单元包括：传感模块，固定在待测物体待测面上，用于检测待测物待测面的倾斜度。

6、第一转化模块，与所述传感模块连接，将所述倾斜度变化量转换为电信号。

7、定位模块，与所述传感模块连接，用于测量所述传感模块的固定位置。

8、进一步地，所述传感模块在固定到待测物体待测面上前对待测物体待测面进行测量点选取，并在选取之后将传感模块依次固定在各测量点上，其中测量点的具体选取过程如下：利用表面轮廓仪扫描待测物体待测面，得到待测物体待测面的高程数据。

9、从高程数据中选取最大高程、最小高程和平均高程，由此利用公式

10、计算出待测物体待测面的平整度。

11、将待测物体待测面的平整度与设定阈值进行对比，若待测物体待测面的平整度大于或等于设定阈值，则在待测物体待测面上均匀布设监测点，作为测量点，若待测物体待测面的平整度小于设定阈值，则基于表面轮廓仪扫描的高程数据创建待测物体待测面的三维模型。

12、从待测物体待测面的三维模型中标记各高程数据对应的点，并记录点的分布位置，同时将各高程数据对应的点进行编号，由此按照编号顺序依次将各高程数据作为主体高程数据，将其他高程数据与主体高程数据进行方差运算，得到以各高程数据作为主体高程数据的方差值，进而选取最小方差值对应的高程数据作为目标高程数据。

13、分别将目标高程数据与其他高程数据进行对比，得到其他高程数据的对比差绝对值，并进行均值计算，得到平均高程对比差。

14、将目标高程数据结合平均高程对比差构成高程数据常态区间[d0-δd,d0+δd]，其中d0表示为目标高程数据，δd表示为平均高程对比差。

15、将各高程数据与高程数据常态区间进行对比，从中选取未落在高程数据常态区间内的高程数据，作为异常高程数据。

16、将异常高程数据对应的点作为异常点，由此从待测物体待测面的三维模型中获取异常点的分布位置，进而基于异常点的分布位置在待测物体待测面上均匀布设的监测点中去除异常点，保留下的监测点作为测量点。

17、进一步地，所述检测单元还包括：计时器，与所述传感模块连接，用于记录所述传感模块测量倾斜度时的所处时间，作为所得倾斜度的时间记录。

18、数据库，提取计时器所发送的时间记录以及定位模块所发送的传感模块固定位置信息，结合时间记录以及固定位置信息，存储不同固定位置下所述传感模块在各个时间所测量的倾斜度，作为倾斜度记录。

19、进一步地，所述数据库在存储倾斜度记录时将同一固定位置下各时间对应的倾斜度记录构成一个记录组，由此形成各记录组，各记录组与各固定位置一一对应，同时对各记录组中记录的倾斜度数据进行特殊标记，具体标记过程如下：以时间为横坐标，以倾斜度数据为纵坐标，构建二维坐标系，由此针对各记录组中各倾斜度数据对应的测量时间在构建的二维坐标系中标注若干点，形成各记录组对应的倾斜度数据变化曲线。

20、在倾斜度数据变化曲线中分别获取各点的切线斜率绝对值，并进行均值计算，得到各记录组对应倾斜度数据变化曲线的平均斜率。

21、将各记录组对应倾斜度数据变化曲线的平均斜率与限定斜率进行对比，进而从中筛选出平均斜率大于限定斜率的记录组，作为特定记录组。

22、将特定记录组中存在的倾斜度数据利用聚类算法进行簇划分，进而从划分结果中统计各簇中存在的倾斜度数据量，并进行相互对比，从中获取最多倾斜度数据量和最少倾斜度数据量，由此计算倾斜度数据量差异度。

23、上述中提到的聚类算法可以为k-means、dbscan、层次聚类等，本发明中可以从中选取一种聚类算法。

24、将倾斜度数据量差异度与设定的允许差异度进行对比，若倾斜度数据量差异度大于设定的允许差异度，则选取最小倾斜度数据量对应的簇，并将该簇中存在的倾斜度数据进行特殊标记，反之获取各簇中存在的各倾斜度数据与其所属簇的中心之间的距离，作为各簇中各倾斜度数据的欧式距离，并与设置的距离阈值进行对比，进而从各簇中选取欧式距离大于距离阈值的倾斜度数据进行特殊标记。

25、进一步地，所述显示单元包括：第二转化模块，与所述第一转化模块连接，用于将所述电信号转化为数字信号，并将所述数字信号转化为倾斜角度数值。

26、实时数值显示模块，与第二转化模块连接，用于显示所述倾斜角度数值。

27、进一步地，所述显示单元还包括：储存数值提取模块，与定位模块连接，用于提取定位模块发送的传感模块固定位置信息，访问所述数据库，并提取该固定位置下所述数据库中记录的倾斜度记录，作为储存倾斜角度数值。

28、储存数值显示模块，与所述储存数值提取模块连接，用于显示所述储存倾斜角度数值。

29、用户登录模块，用于登录用于账号以及记录用户信息。

30、进一步地，所述显示单元还包括：用户关联模块，与数据库和用户登录模块连接，用于将倾斜度记录与各个用户相关联。

31、进一步地，所述显示单元还包括：保密模块，与所述用户登录模块以及用户关联模块连接，用于记录用户发送的保密请求，并根据保密请求限制其余用户读取该用户下所关联的倾斜度记录。

32、根据以上的一种工程施工用倾斜度测量系统的技术方案，还将提供一种工程施工用倾斜度测量方法，包括以下步骤：步骤一，通过传感模块检测待测物待测面的倾斜度，传感模块将得到的倾斜度发送至第一转化模块，通过第一转化模块将所述倾斜度变化量转换为电信号。

33、步骤二，通过第二转化模块将所述电信号转化为数字信号，并将所述数字信号转化为倾斜角度数值。

34、步骤三，通过实时数值显示模块显示所述倾斜角度数值。

35、进一步地，所述步骤一中，通过定位模块测量所述传感模块的固定位置，通过计时器记录所述传感模块测量倾斜度时的所处时间。

36、进一步地，所述定位模块采用gps模块。

37、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

38、1、本发明通过传感模块检测待测物待测面的倾斜度，并通过第一转化模块将所述倾斜度变化量转换为电信号，同时通过第二转化模块将所述电信号转化为数字信号，并将所述数字信号转化为倾斜角度数值，通过实时数值显示模块显示所述倾斜角度数值，数据库提取计时器所发送的时间记录以及定位模块所发送的位置信息形成倾斜度记录，通过数据库与计时器的配合，以使倾斜度能够与测量时的时间以及位置相关联使得使用者能够对比测量位置的历史数据，以便于测量人员的测量和后续对比，极大便捷了测量结果的使用。

39、2、本发明通过对待测物体待测面进行平整度检测，由此根据检测结果从待测物体待测面上选取适宜的测量点，有效避免出现测量仪固定位置选取不当的现象，从而大大降低了测量误差，有利于最大限度满足测量需求。

40、3、本发明在利用数据库存储倾斜度记录时通过对存储的倾斜度记录按照固定位置进行分组，使得倾斜度记录显示更明确，有条理，更有助于测量人员的观看，同时在分组后的倾斜度记录中识别出异常倾斜度数据，并进行特殊标记，能够让测量人员直观了解到异常数据的存在，避免异常数据的直接使用，从而最大限度降低异常数据造成的恶劣影响。