CN110031858A - 一种支模监测装置、***及方法 - Google Patents

一种支模监测装置、***及方法 Download PDF

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CN110031858A CN201910401532.9A CN201910401532A CN110031858A CN 110031858 A CN110031858 A CN 110031858A CN 201910401532 A CN201910401532 A CN 201910401532A CN 110031858 A CN110031858 A CN 110031858A
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彭炎华
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陈青锋
李景铭
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王鹏
赵成铭
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Abstract

本发明实施例公开了一种支模监测装置、***及方法。该装置包括：激光测距模块、角度测量模块、激光标靶；激光测距模块固定于支模的立杆，激光测距模块所发射的激光垂直于立杆；激光标靶与激光测距模块水平设置，使得激光测距模块在接收到从激光标靶反射的激光后，测得激光标靶与立杆的距离信息；角度测量模块所在的测量平面与立杆垂直设置，使得测量平面随立杆发生任意方向倾斜后，测得立杆的倾斜方向信息，解决了使用一维监测方法确定立杆位移所带来的定位不唯一的问题，还解决了使用测量机器人定位立杆所带来的高成本问题，实现支模中的立杆在空间中的定位唯一，增加定位的准确性，且带来了定位成本低、干扰小的技术效果。

Description

一种支模监测装置、***及方法
技术领域
本发明实施例涉及工程施工第三方监测技术领域，尤其涉及一种支模监测装置、***及方法。
背景技术
支模又称支木，即建筑模板施工。高支模是指支模高度大于或等于8米时的支模作业。高支模监测自动化日渐成熟，目前的高支模监测主要监测参数包括立杆沉降、立杆位移、模板轴压、立杆倾角等。其中，对于立杆沉降、模板轴压、立杆倾角这三个参数，各个***集成商或第三方监测单位的监测方式或者监测设备都大同小异。
一般的，可以采用一维监测方法对立杆位移进行监测。例如，将拉线式位移计的一端固定在立杆，另一端固定在立柱上，通过拉线式位移计即可测量得到立杆位移，进一步的，可以使用该立杆位移作为立杆在空间中的位置。但，一维监测方法只能测量出来一个方向的位移，由于立杆的位移方向具有不确定性，因此该监测方式是不合理的，使用立杆位移表示的位置也并非位移确定。且在高支模体系内，找到一个立柱用于固定拉线位移计也很不容易，因此该方式也存在安装困难的缺点。
其次，还可以采用测量机器人对立杆位移进行监测。虽然能测出立杆中一目标点的二维坐标，并将该目标点的二维坐标用于标识立杆在空间中的位置。进一步的，实现准确计算该目标点的位移。但高支模立杆横布，目标点很难与测量机器人通视，且测量机器人成本极其昂贵，因此该监测方法也逐渐被抛弃。
发明内容
本发明提供一种支模监测装置、***及方法，以实现支模中的立杆在空间中的定位唯一，增加定位的准确性，且带来了定位成本低、干扰小的技术效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种支模监测装置，该装置包括：激光测距模块、角度测量模块、激光标靶；
所述激光测距模块固定于支模的立杆，所述激光测距模块所发射的激光垂直于所述立杆；
所述激光标靶与所述激光测距模块水平设置，使得所述激光测距模块在接收到从所述激光标靶反射的所述激光后，测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息；
所述角度测量模块所在的测量平面与所述立杆垂直设置，使得所述测量平面随所述立杆发生任意方向倾斜后，测得所述立杆的倾斜方向信息。
进一步的，该装置还包括：用于支撑所述激光标靶的伸缩杆；沿所述伸缩杆的延伸方向，调整所述伸缩杆的离地高度，使得所述激光标靶与所述激光测距模块处于同一水平位置。
进一步的，所述激光标靶中包括由反射片或反射棱镜构成的有效反射区域；
所述激光标靶与所述激光测距模块的距离位于预设距离内，当所述立杆发生所述角度测量模块的角度量程内的倾斜时，所述激光测距模块所发射的激光均落于所述激光标靶的有效反射区域内，所述激光标靶将所述激光反射回所述激光测距模块。
进一步的，所述角度测量模块包括第一轴和第二轴，所述第一轴和所述第二轴所确定的平面为所述测量平面；
其中，所述第一轴与所述激光成预设的第一角度，所述第二轴与所述激光成第二角度，所述第一轴和所述第二轴所成的夹角为所述第一角度与所述第二角度之和。
进一步的，所述角度测量模块包括双轴加速度传感器。
进一步的，所述激光测距模块和所述角度测量模块集成于激光测距仪中。
第二方面，本发明实施例还提供了一种支模监测***，该***包括：数据传输单元、上位机和第一方面任一所述的支模监测装置；
所述上位机与所述支模监测装置连接，构成向所述支模监测装置发送监测指令的第一线路，所述支模监测装置中的激光测距模块根据所述监测指令测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息、所述支模监测装置中的角度测量模块根据所述监测指令测得所述立杆的倾斜方向信息；
所述数据传输单元与所述支模监测装置中的激光测距模块连接，以构成从所述激光测距模块接收所述距离信息的第二线路；
所述数据传输单元还与所述支模监测装置中的角度测量模块连接，以构成从所述角度测量模块接收所述倾斜方向信息的第三线路；
所述上位机与所述数据传输单元连接，以构成从所述数据传输单元接收所述距离信息和所述倾斜方向信息的第四线路；
所述上位机还用于使用所述距离信息和所述倾斜方向信息表示所述立杆的空间位置。
第三方面，本发明实施例还提供了一种支模监测方法，应用于第二方面所述的支模监测***，所述方法包括：
向支模监测装置发送监测指令，所述支模监测装置中的激光测距模块根据所述监测指令测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息，向数据传输单元发送所述距离信息、所述支模监测装置中的角度测量模块根据所述监测指令测得所述立杆的倾斜方向信息，向所述数据传输单元发送所述倾斜方向信息；
接收所述数据传输单元发送的所述距离信息和所述倾斜方向信息；
使用所述距离信息和所述倾斜方向信息表示所述立杆的空间位置。
进一步的，在所述使用所述距离信息和所述倾斜方向信息表示所述立杆的空间位置之后，还包括：
获取所述立杆在未浇筑时的第一空间位置；
获取所述立杆在浇筑期间的第二空间位置；
计算所述第一空间位置和第二空间位置在距离信息上的第一差值，将所述第一差值作为所述立杆相对所述激光标靶的位移；
计算所述第一空间位置和第二空间位置在所述倾斜方向信息的第二差值；
使用所述第二差值确定所述立杆在浇筑期间、对应的所述角度测量模块所在的测量平面；
将所述位移在所述测量平面的投影，作为所述立杆在浇筑期间发生的空间位移。
进一步的，所述使用所述第二差值确定所述立杆在浇筑期间、对应的所述角度测量模块所在的测量平面，包括：
从所述第二差值中读取第一轴的第一倾斜分量、第二轴的第二倾斜分量，其中，所述第一轴和所述第二轴所确定的平面为所述角度测量模块所在的测量平面；
将所述位移在所述测量平面的投影，作为所述立杆在浇筑期间发生的空间位移，包括：
获取第一角度和第二角度，其中，所述第一角度为所述第一轴与所述激光的夹角，所述第二角度为所述第二轴与所述激光的夹角，所述第一轴和所述第二轴所成的夹角为所述第一角度与所述第二角度之和；
计算所述第一角度与所述第一倾斜分量的第一和值；
计算所述第一和值的第一余弦值；
将所述第一余弦值与所述位移的第一乘积，作为所述位移在所述第一轴上的空间位移；
计算所述第二角度与所述第二倾斜分量的第二和值；
计算所述第二和值的第二余弦值；
将所述第二余弦值与所述位移的第二乘积，作为所述位移在所述第二轴上的空间位移。
本发明实施例通过设置支模监测装置包括激光测距模块、角度测量模块、激光标靶；所述激光测距模块固定于支模的立杆，所述激光测距模块所发射的激光垂直于所述立杆；所述激光标靶与所述激光测距模块水平设置，使得所述激光测距模块在接收到从所述激光标靶反射的所述激光后，测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息；所述角度测量模块所在的测量平面与所述立杆垂直设置，使得所述测量平面随所述立杆发生任意方向倾斜后，测得所述立杆的倾斜方向信息，解决了使用一维监测方法确定立杆位移所带来的定位不唯一的问题，还解决了使用测量机器人定位立杆所带来的高成本问题，实现支模中的立杆在空间中的定位唯一，增加定位的准确性，且带来了定位成本低、干扰小的技术效果。
附图说明
图1A为本发明实施例一提供的一种支模监测装置的结构示意图；
图1B为本发明实施例一提供的一种激光标靶的激光发射示意图；
图1C为本发明实施例一提供的一种角度测量模块的工作示意图；
图1D为本发明实施例一提供的一种角度测量模块的双轴与激光的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种支模监测***的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种支模监测方法的流程图；
图4为本发明实施例四提供的一种支模监测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的一种支模监测装置的结构示意图。本实施例可适用于确定支模中立杆的空间位置的情况，该装置可以集成于支模监测***中，参照图1A，该装置具体包括如下结构：激光测距模块、角度测量模块、激光标靶。
需要注意的是，激光测距模块和角度测量模块可以单独设置，也可以采用集成有激光测距模块和角度测量模块的激光测距仪。本实施例中，以激光测距仪为例进行说明。
本实施例中，激光测距模块用于测量立杆到激光标靶的距离信息。
具体的，可以将激光测距固定于立杆上，相当于将激光测距模块固定于支模的立杆，该固定方式可以是采用扣件进行固定。进一步的，固定之后的激光测距模块所发射的激光垂直于立杆。
对应的，与激光测距模块配套设置有激光标靶，该激光标靶与激光测距模块水平设置，使得激光标靶可以反射由激光测距模块所发射的激光。在一实施例中，参考图1A，该装置还包括用于支撑激光标靶的伸缩杆；沿伸缩杆的延伸方向，调整伸缩杆的离地高度，使得激光标靶与激光测距模块处于同一水平位置。
进一步的，本实施例中的激光标靶可以由平面镜构成。一般的平面镜都是在玻璃的后表面镀银而成，平面镜的前表面即玻璃表面也反射光线，光线要经过玻璃表面和银面多次反射，所以会成多个像。其中，第一次被银面反射所成的像(主像)最明亮，而其它的像则越来越暗，一般不会引起注意，但是对于精密的光学仪器，如激光测距模块、激光测距仪等，这些多余的像必须除去。
图1B为本发明实施例一提供的一种激光标靶的激光发射示意图。由此，参考图1B，区别于使用平面镜构成该激光标靶的技术方案，在一实施例中，激光标靶中包括由反射片或反射棱镜构成的有效反射区域11。其中，反射片是由能够通过其背面产生反射的透明片所组成，该透明片具有一个部分地或全部由多个复合面组成的正面，每个复合面均为由仅向一个方向倾斜的圆柱面及向反方向倾斜的曲面或平面组成，上述复合面可以是连续的，也可以在复合面之间插有平面。并且，在一复合面的结构中，圆柱面占复合面的大部分面积。另外，该透明片还包括一个由多个邻接直角棱镜构成的背面。当然，激光标靶中也可以仅由反射棱镜构成。
需要注意的是，对于有效反射区域11，无论激光从何角度进入该有效反射区域11，均从有效反射区域11的中心反射出。示例性的，图1B中的黑实心点为有效反射区域11的中心，带箭头的黑粗实线为一种激光的入射和反射，带箭头的黑实线为另一种激光的入射和反射。但无论黑粗实线或黑实线均从有效反射区域11的中心反射出。
进一步的，激光标靶与激光测距模块的距离位于预设距离内，使得当立杆发生角度测量模块的角度量程内的倾斜时，激光测距模块所发射的激光均落于激光标靶的有效反射区域内，激光标靶将激光反射回激光测距模块。
一般的，激光测距可以划分为两种情况：
1、使用脉冲式激光测距
光速和往返时间的乘积的一半，就是激光测距模块和激光标靶之间的距离。本实施例中，激光测距模块在接收到从激光标靶反射的激光后，可以根据激光标靶反射的激光、激光测距模块所发射的激光两者之间的时间差信息，测得激光标靶与立杆的距离信息。
2、相位式激光测距法
相位式测距则是将一调制信号对发射光波的光强进行调制，通过测量相位差来间接测量时间，较直接测量往返时间的处理难度降低了许多。本实施例中，激光测距模块在接收到从激光标靶反射的激光后，可以根据激光标靶反射的激光、激光测距模块所发射的激光两者之间的相位差信息，测得激光标靶与立杆的距离信息。
本实施例中，角度测量模块用于测量立杆的倾斜方向信息。
具体的，角度测量模块所在的测量平面与立杆垂直设置，使得测量平面随立杆发生任意方向倾斜后，测得立杆的倾斜方向信息。
示例性的，图1C为本发明实施例一提供的一种角度测量模块的工作示意图。参考1C，角度测量模块具有双轴，包括第一轴X和第二轴Y，该角度测量模块可以包括双轴加速度传感器。在图1C中，g对应的箭头为重力加速度的方向。第一轴X和第二轴Y所确定的平面为测量平面；当测量平面发生倾斜时，可以测得包括关于第一轴X的第一轴分量、关于第二轴Y的第二轴分量。由于该角度测量模块所在的测量平面与立杆垂直设置时，当立杆未发生倾斜时，第一轴分量、第二轴分量均为零。进一步的，倾斜前和倾斜后的第一轴分量的差值为ΔX，可以用于表示立杆沿第一轴的倾斜程度；倾斜前和倾斜后的第二轴分量的差值为ΔY，可以用于表示立杆沿第二轴的倾斜程度。
进一步的，图1D为本发明实施例一提供的一种角度测量模块的双轴与激光的结构示意图，参考图1D，图1D中的虚线箭头指的是激光的发射方向，第一轴X与激光成预设的第一角度α，第二轴Y与激光成第二角度β，第一轴X和第二轴Y所成的夹角为第一角度α与第二角度β之和。
需要注意的是，当激光测距模块、角度测量模块、激光标靶安装位置固定，且第一角度α和第二角度β固定，则可以使用测得的距离信息和倾斜方向信息唯一表示立杆的空间位置，其坐标的形式，可以是(距离信息、倾斜方向信息)或(距离信息，第一倾斜分量，第二倾斜分量)。进一步的，测量平面随立杆发生任意方向的倾斜，均可以由角度测量模块测得立杆的倾斜方向信息，使得使用测得的距离信息和倾斜方向信息所表示的空间位置，不会被局限于一个方向进一步增加了定位的准确性。
本实施例的技术方案，通过设置支模监测装置包括激光测距模块、角度测量模块、激光标靶；激光测距模块固定于支模的立杆，激光测距模块所发射的激光垂直于立杆；激光标靶与激光测距模块水平设置，使得激光测距模块在接收到从激光标靶反射的激光后，测得激光标靶与立杆的距离信息；角度测量模块所在的测量平面与立杆垂直设置，使得测量平面随立杆发生任意方向倾斜后，测得立杆的倾斜方向信息，解决了使用一维监测方法确定立杆位移所带来的定位不唯一的问题，还解决了使用测量机器人定位立杆所带来的高成本问题，实现支模中的立杆在空间中的定位唯一，增加定位的准确性，且带来了定位成本低、干扰小的技术效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种支模监测***的结构示意图。本实施例提供的一种支模监测***，包括：数据传输单元20、上位机21和上述实施例中任一种支模监测装置21。
本实施例中，上位机21与支模监测装置21连接，构成向支模监测装置21发送监测指令的第一线路。当激光测距模块211与角度测量模块211为单独设置时，上位机21分别与支模监测装置21中的激光测距模块211和角度测量模块211连接。当激光测距模块211与角度测量模块211集成于带有角度测量功能的激光测距仪时，上位机21与激光测距仪所提供的接口进行连接。进一步的，支模监测装置21中的激光测距模块211根据监测指令测得激光标靶与立杆的距离信息、支模监测装置21中的角度测量模块211根据监测指令测得立杆的倾斜方向信息。
本实施例中，数据传输单元20与支模监测装置21中的激光测距模块211连接，以构成从激光测距模块211接收距离信息的第二线路。数据传输单元20还与支模监测装置21中的角度测量模块211连接，以构成从角度测量模块211接收倾斜方向信息的第三线路。上位机21与数据传输单元20连接，以构成从数据传输单元20接收距离信息和倾斜方向信息的第四线路；
同样的，当激光测距模块211与角度测量模块211为单独设置时，数据传输单元20分别与支模监测装置21中的激光测距模块211和角度测量模块211连接。当激光测距模块211与角度测量模块211集成于带有角度测量功能的激光测距仪时，数据传输单元20与激光测距仪所提供的接口进行连接。
本实施例中，数据传输单元20(Data Transfer unit，DTU)是专门用于将串口数据转换为互联网协议(Internet Protocol，IP)数据或将IP数据转换为串口数据、且通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。需要注意的是，第二线路和第三线路的连接方式通过串口连接，该串口可以是使用RS485标准。第四线路则采用无线通信网络的方式进行连接。
进一步的，上位机21还用于使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置。当激光测距模块211、角度测量模块211、激光标靶安装位置固定，且角度测量模块211中的第一轴X与激光成预设的第一角度α固定，角度测量模块211中的第二轴Y与激光成第二角度β固定，则可以使用测得的距离信息和倾斜方向信息唯一表示立杆的空间位置，其坐标的形式，可以是(距离信息、倾斜方向信息)或(距离信息，第一倾斜分量，第二倾斜分量)。进一步的，测量平面随立杆发生任意方向的倾斜，均可以由角度测量模块211测得立杆的倾斜方向信息，使得使用测得的距离信息和倾斜方向信息所表示的空间位置，不会被局限于一个方向进一步增加了定位的准确性。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种支模监测方法的流程图。本实施例可适用于确定支模中立杆的空间位置的情况，该方法可以应用于支模监测***中的上位机，参照图3，该方法具体包括如下步骤：
S310、向支模监测装置发送监测指令。
本实施例中，监测指令用于控制支模监测装置进行距离信息和倾斜方向信息的测量。具体的，当上位机向支模监测装置发送监测指令，支模监测装置中的激光测距模块根据监测指令测得激光标靶与立杆的距离信息，并以串口数据的形式向数据传输单元发送距离信息；支模监测装置中的角度测量模块根据监测指令测得立杆的倾斜方向信息，并以串口数据的形式向数据传输单元发送倾斜方向信息。
S320、接收数据传输单元发送的距离信息和倾斜方向信息。
本实施例中，数据传输单元用于将使用串口数据表征的距离信息和倾斜方向信息，转换为使用IP数据表征的距离信息和倾斜方向信息，并以无线通信网络的形式传送给上位机。
S330、使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置。
本实施例中，上位机还用于使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置。当激光测距模块、角度测量模块、激光标靶安装位置固定，且角度测量模块中的第一轴与激光成预设的第一角度固定，角度测量模块中的第二轴与激光成第二角度固定，则可以使用测得的距离信息和倾斜方向信息唯一表示立杆的空间位置，其坐标的形式，可以是(距离信息、倾斜方向信息)或(距离信息，第一倾斜分量，第二倾斜分量)。进一步的，测量平面随立杆发生任意方向的倾斜，均可以由角度测量模块测得立杆的倾斜方向信息，使得使用测得的距离信息和倾斜方向信息所表示的空间位置，不会被局限于一个方向进一步增加了定位的准确性。
本实施例的技术方案，通过向支模监测装置发送监测指令，支模监测装置中的激光测距模块根据监测指令测得激光标靶与立杆的距离信息，向数据传输单元发送距离信息、支模监测装置中的角度测量模块根据监测指令测得立杆的倾斜方向信息，向数据传输单元发送倾斜方向信息；接收数据传输单元发送的距离信息和倾斜方向信息；使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置，解决了使用一维监测方法确定立杆位移所带来的定位不唯一的问题，还解决了使用测量机器人定位立杆所带来的高成本问题，实现支模中的立杆在空间中的定位唯一，增加定位的准确性，且带来了定位成本低、干扰小的技术效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种支模监测方法的流程图。
本实施例在上述实施例的基础上，增加支模浇筑应用场景中的立杆位移监测。具体的，支模由模板和立杆构成，立杆用于支撑模板，该模板上可以用于浇筑混凝土。整个支模用于辅助混凝土的成型，并在混凝土成型后，撤去该支模。进一步的，在浇筑混凝士时，若支模的结构不稳定，容易发生立杆的位移，从而导致所浇筑得到的混凝土变型，甚至出现支模坍塌的问题。由此，本实施例中，将在浇筑过程中，对立杆位移进行监测，防止上述问题的发生。
参照图4，该支模监测方法，具体包括如下步骤：
S410、向支模监测装置发送监测指令。
本实施例中，监测指令用于控制支模监测装置进行距离信息和倾斜方向信息的测量。具体的，当上位机向支模监测装置发送监测指令，支模监测装置中的激光测距模块根据监测指令测得激光标靶与立杆的距离信息，并以串口数据的形式向数据传输单元发送距离信息；支模监测装置中的角度测量模块根据监测指令测得立杆的倾斜方向信息，并以串口数据的形式向数据传输单元发送倾斜方向信息。
S420、接收数据传输单元发送的距离信息和倾斜方向信息。
本实施例中，数据传输单元用于将使用串口数据表征的距离信息和倾斜方向信息，转换为使用IP数据表征的距离信息和倾斜方向信息，并以无线通信网络的形式传送给上位机。
S430、使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置。
需要说明的是，在步骤S410-S430中，监测指令的发送方式包括两种：
1、在未浇筑时，上位机只向支模监测装置发送一次监测指令，以根据获取的距离信息和倾斜方向信息，表示立杆在未浇筑时的第一空间位置；该第一空间位置，表示立杆未发生偏移时的空间位置。进一步的，该第一空间位置可以存储于数据库中，以待计算立杆的空间位移时使用。
2、在浇筑时，上位机按照预设频率向支模监测装置发送监测指令，该预设频率可以设置为每秒一次，以实现实时获取立杆的距离信息和倾斜方向信息。进一步的，上位机可以使用该获取的距离信息和倾斜方向信息，表示立杆在浇筑时的第二空间位置；该第二空间位置，表示立杆在浇筑时的空间位置。进一步的，该第一空间位置可以存储于数据库中，以待计算立杆的空间位移时使用。
S440、获取立杆在未浇筑时的第一空间位置。
本实施例中，从数据库中读取立杆在未浇筑时的第一空间位置。
S450、获取立杆在浇筑期间的第二空间位置。
本实施中，上位机可以在接收数据传输单元发送的距离信息和倾斜方向信息，并使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的第二空间位置后，可以直接使用或更新该第二空间位置。进一步的，还可以将第二空间位置存储于数据库中。
S460、计算第一空间位置和第二空间位置在距离信息上的第一差值，将第一差值作为立杆相对激光标靶的位移。
示例性的，第一空间位置的距离信息为D1、第二空间位置的距离信息为D2，则第一差值ΔD可以用下列公式表示：ΔD＝D2-D1。
S470、计算第一空间位置和第二空间位置在倾斜方向信息的第二差值。
本实施例中，倾斜方向信息可以使用关于第一轴X的第一轴分量、关于第二轴Y的第二轴分量进行表示。进一步的，将第一空间位置中的倾斜方向信息记为(X1，Y1)，将第二空间位置中的倾斜方向信息记为(X2，Y2)，则第二差值(ΔX，ΔY)，其中，ΔX为第一倾斜分量，可以用下列公式表示：ΔX＝X2-X1；ΔY为第二倾斜分量，可以用下列公式表示：ΔY＝Y2-Y1。
S480、使用第二差值确定立杆在浇筑期间、对应的角度测量模块所在的测量平面。
进一步的，可以从第二差值(ΔX，ΔY)中读取第一轴的第一倾斜分量ΔX、第二轴的第二倾斜分量ΔY，其中，第一轴和第二轴所确定的平面为角度测量模块所在的测量平面。
S490、将位移在测量平面的投影，作为立杆在浇筑期间发生的空间位移。
本实施例中，参照图1D，获取第一角度α和第二角度β，其中，第一角度α为第一轴与激光的夹角，第二角度β为第二轴与激光的夹角，第一轴和第二轴所成的夹角为第一角度α与第二角度β之和，该和的值为90°；计算第一角度α与第一倾斜分量ΔX的第一和值；计算第一和值的第一余弦值；将第一余弦值与位移ΔD的第一乘积，作为位移ΔD在第一轴上的空间位移DX。即位移ΔD在第一轴上的空间位移DX可以用使用如下公式：DX＝ΔDcos(α+ΔX)；相应的，计算第二角度β与第二倾斜分量ΔY的第二和值；计算第二和值的第二余弦值；将第二余弦值与位移ΔD的第二乘积，作为位移ΔD在第二轴上的空间位移DY，即位移ΔD在第二轴上的空间位移DY可以用使用如下公式：DY＝ΔDcos(α+ΔY)。
在一实施例中，当第一角度α与第二角度β均为45°、位移ΔD为10毫米、第一倾斜分量ΔX和第二倾斜分量ΔY均为0°时，则DX和DY均等于10毫米。进一步的，还可以在上位机中设置当DX和DY中的任一个大于等于预设偏移值时，发出报警通知。示例性的，若该预设偏移值为10毫米，则在DX和DY均等于10毫米时，发出报警通知，以提醒出现立杆位移过大的情况。
本实施例的技术方案，通过向支模监测装置发送监测指令，支模监测装置中的激光测距模块根据监测指令测得激光标靶与立杆的距离信息，向数据传输单元发送距离信息、支模监测装置中的角度测量模块根据监测指令测得立杆的倾斜方向信息，向数据传输单元发送倾斜方向信息；接收数据传输单元发送的距离信息和倾斜方向信息；使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置，获取立杆在未浇筑时的第一空间位置；获取立杆在浇筑期间的第二空间位置；计算第一空间位置和第二空间位置在距离信息上的第一差值，将第一差值作为立杆相对激光标靶的位移；计算第一空间位置和第二空间位置在倾斜方向信息的第二差值；使用第二差值确定立杆在浇筑期间、对应的角度测量模块所在的测量平面；将位移在测量平面的投影，作为立杆在浇筑期间发生的空间位移，解决了使用一维监测方法确定立杆位移所带来的定位不唯一的问题，还解决了使用测量机器人定位立杆所带来的高成本问题，实现支模中的立杆在空间中的定位唯一，增加定位的准确性，且带来了定位成本低、干扰小的技术效果。进一步的，还可以通过使用距离信息和倾斜方向信息表示立杆的空间位置，处理得到立杆在浇筑过程中出现的立杆位移，并对立杆位移过大的情况进行提前报警通知，保证支模使用过程中的安全性。而且，由于测量平面随立杆发生任意方向的倾斜，均可以由角度测量模块测得立杆的倾斜方向信息，使得使用测得的距离信息和倾斜方向信息所表示的空间位置，不会被局限于一个方向进一步增加了定位的准确性，所以可以测得任意方向的立杆位移。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种支模监测装置，其特征在于，包括：激光测距模块、角度测量模块、激光标靶；
所述激光测距模块固定于支模的立杆，所述激光测距模块所发射的激光垂直于所述立杆；
所述激光标靶与所述激光测距模块水平设置，使得所述激光测距模块在接收到从所述激光标靶反射的所述激光后，测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息；
所述角度测量模块所在的测量平面与所述立杆垂直设置，使得所述测量平面随所述立杆发生任意方向倾斜后，测得所述立杆的倾斜方向信息。
2.根据权利要求1所述的支模监测装置，其特征在于，还包括：用于支撑所述激光标靶的伸缩杆；沿所述伸缩杆的延伸方向，调整所述伸缩杆的离地高度，使得所述激光标靶与所述激光测距模块处于同一水平位置。
3.根据权利要求1所述支模监测装置，其特征在于，所述激光标靶中包括由反射片或反射棱镜构成的有效反射区域；
所述激光标靶与所述激光测距模块的距离位于预设距离内，当所述立杆发生所述角度测量模块的角度量程内的倾斜时，所述激光测距模块所发射的激光均落于所述激光标靶的有效反射区域内，所述激光标靶将所述激光反射回所述激光测距模块。
4.根据权利要求1所述的支模监测装置，其特征在于，所述角度测量模块包括第一轴和第二轴，所述第一轴和所述第二轴所确定的平面为所述测量平面；
其中，所述第一轴与所述激光成预设的第一角度，所述第二轴与所述激光成第二角度，所述第一轴和所述第二轴所成的夹角为所述第一角度与所述第二角度之和。
5.根据权利要求4所述的支模监测装置，其特征在于，所述角度测量模块包括双轴加速度传感器。
6.根据权利要求1-5任一所述的支模监测装置，其特征在于，所述激光测距模块和所述角度测量模块集成于激光测距仪中。
7.一种支模监测***，其特征在于，包括：数据传输单元、上位机和权利要求1-6任一所述的支模监测装置；
所述上位机与所述支模监测装置连接，构成向所述支模监测装置发送监测指令的第一线路，所述支模监测装置中的激光测距模块根据所述监测指令测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息、所述支模监测装置中的角度测量模块根据所述监测指令测得所述立杆的倾斜方向信息；
所述数据传输单元与所述支模监测装置中的激光测距模块连接，以构成从所述激光测距模块接收所述距离信息的第二线路；
所述数据传输单元还与所述支模监测装置中的角度测量模块连接，以构成从所述角度测量模块接收所述倾斜方向信息的第三线路；
所述上位机与所述数据传输单元连接，以构成从所述数据传输单元接收所述距离信息和所述倾斜方向信息的第四线路；
所述上位机还用于使用所述距离信息和所述倾斜方向信息表示所述立杆的空间位置。
8.一种支模监测方法，其特征在于，应用于权利要求7所述的支模监测***，所述方法包括：
向支模监测装置发送监测指令，所述支模监测装置中的激光测距模块根据所述监测指令测得所述激光标靶与所述立杆的距离信息，向数据传输单元发送所述距离信息、所述支模监测装置中的角度测量模块根据所述监测指令测得所述立杆的倾斜方向信息，向所述数据传输单元发送所述倾斜方向信息；
接收所述数据传输单元发送的所述距离信息和所述倾斜方向信息；
使用所述距离信息和所述倾斜方向信息表示所述立杆的空间位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述使用所述距离信息和所述倾斜方向信息表示所述立杆的空间位置之后，还包括：
获取所述立杆在未浇筑时的第一空间位置；
获取所述立杆在浇筑期间的第二空间位置；
计算所述第一空间位置和第二空间位置在距离信息上的第一差值，将所述第一差值作为所述立杆相对所述激光标靶的位移；
计算所述第一空间位置和第二空间位置在所述倾斜方向信息的第二差值；
使用所述第二差值确定所述立杆在浇筑期间、对应的所述角度测量模块所在的测量平面；
将所述位移在所述测量平面的投影，作为所述立杆在浇筑期间发生的空间位移。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述使用所述第二差值确定所述立杆在浇筑期间、对应的所述角度测量模块所在的测量平面，包括：
从所述第二差值中读取第一轴的第一倾斜分量、第二轴的第二倾斜分量，其中，所述第一轴和所述第二轴所确定的平面为所述角度测量模块所在的测量平面；
将所述位移在所述测量平面的投影，作为所述立杆在浇筑期间发生的空间位移，包括：
获取第一角度和第二角度，其中，所述第一角度为所述第一轴与所述激光的夹角，所述第二角度为所述第二轴与所述激光的夹角，所述第一轴和所述第二轴所成的夹角为所述第一角度与所述第二角度之和；
计算所述第一角度与所述第一倾斜分量的第一和值；
计算所述第一和值的第一余弦值；
将所述第一余弦值与所述位移的第一乘积，作为所述位移在所述第一轴上的空间位移；
计算所述第二角度与所述第二倾斜分量的第二和值；
计算所述第二和值的第二余弦值；
将所述第二余弦值与所述位移的第二乘积，作为所述位移在所述第二轴上的空间位移。
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