测量机器人自动化实习 长江勘测设计院--84页

测量机器人测量自动化

教学实习

一测量机器人概述

1 测量机器人定义

测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪。它是现代多项高技术集成应用于测量仪器制造领域的最杰出的代表，测量机器人通过CCD影像传感器和其它传感器对现实测量世界中的“目标”进行识别，迅速作出分析、判断与推理，实现自我控制，并自动完成照准、读数等操作，以完全代替人的手工操作。测量机器人再与能够制订测量计划、控制测量过程、进行测量数据处理与分析的软件系统相接合，完全可以代替人完成许多测量任务。

Leica TCA2003

型测量机器人

2 测量机器人组成

测量机器人由八大部分组成：¾坐标系统

¾操纵器

¾换能器

¾计算机和控制器

¾闭路控制传感器

¾决定制作

¾目标捕获

¾集成传感器

3 测量机器人分类

测量机器人可分为三类：

¾被动式三角测量或极坐标法测量

在被测物体上设置标志, 主要是以反射棱镜为合作目标。

¾主动式三角测量

以结构光作为照准标志, 由两台带步进马达和CCD 传感器的视频电子经纬仪和计算机组成，通过空间前方角度交会法来确定被测点的坐标。

¾无合作目标测量

第三种不需要合作目标, 根据物体的特征点、轮廓线和纹理, 用影像处理的方法自动识别、匹配和照准目标,采用空间前方交会的原理获取物体的三维坐标及形状。

二测量机器人在工程建筑物变形自动化监测中的应用

1 概述

在工程建筑物的变形自动化监测方面，测量机器人正渐渐成为首选的自动化测量技术设备，而Leica测量机器人则以其高精度、高稳定性、高可靠性等非凡的品质，赢得了多数用户的青睐。利用测量机器人进行工程建筑物的自动化变形监测，一般可根据实际情况采用两种方式：一种是固定式全自动变形监测系统；另一种是移动式网观测及自动化数据处理系统。测量机器人参观教学实习是以参观为主的一次教学实习，将以Leica测量机器人为例参观测量机器人基于以上两种方式的变形监测应用。

2 固定式全自动变形监测

固定式全自动变形监测是指在测站上建立测量机器人监测房，配设供电、控制、计算、通信装置，且每个被监测的目标点上配设专门的反射棱镜，进行持续监测。

针对这种模式的变形监测工作，配置有测量机器人变形监测自动化软件系统。

固定式全自动变形监测模式（三）

3 移动式网观测

在每个测量机器人测站上对目标监测点作周期观测，每个观测周期根据要求可设计为数小时到数天，周期之间的间隔时间可设地为一周、一旬或一月乃至数月。

针对这种模式的变形监测工作，配置有移动式网观测机载软件以及自动化数据处理软件系统。

三固定式全自动变形监测系统概述

1 系统概述

测量机器人变形监测自动化软件系统Geo_DAMOS（Georobot Deformation Automatic Monitoring Software System）是采用测量机器人(如徕卡TCA2003)对各种工程进行自动化安全监测和数据处理的通用软件系统。可对各监测点进行实时监控、自动测量和变形过程显示等功能，适用于对滑坡或边坡以及大坝、桥梁、地铁、隧道等各种工程建筑物的自动化监测。

主菜单栏主工具栏数据管理

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4 系统特点

¾界面友好舒畅、色调协调，各项参数可以进行人性化的更改，容错功能强；

¾实现无人值守、全天时、持续自动变形监测，节约了大量人力、物力和财力；

¾采用距离差分、高差差分和气象改正等技术对监测数据进行处理，减少或削弱了某些影响误差，从而提供测量精度；

¾实时进行数据处理、数据分析、报表输出、变形趋势图形显示与输出等；

¾当被监测对象发生大变形时，可以实现自动报警，为决策支持提供依据；

¾利用网络通讯技术，实现远程监控，让用户不必亲临现场，而在办公室就能及时地了解、监控与管理被监测场地的情况；

¾系统维护与更新方便，运行成本低。

5 系统功能设计

1)、工程管理

每个变形监测项目都以工程形式进行管理，工程中保存着该变

形监测项目的监测过程中的相关数据。

2)、系统初始化

系统初始化实现测量机器人与计算机串口相连的各项通讯参数

设置以及测量机器人的初始化设置等。

3)、学习测量

学习测量即是对所需观测的目标点进行首次人工测量，获取目

标点概略空间位置信息, 以便日后计算机控制测量机器人自动搜

寻定位目标点,完成自动测量。

4)、自动测量

根据设置的自动观测时间段，控制测量机器人在指定的时间段内实施

无人值守的自动观测。

5)、智能处理

¾遮挡处理

——放弃当前点测量；

——根据设置的等待时间重新测量该点；

¾超限处理

根据设置的重测次数，重新测量超限点数据；

6)、自动报警

当测点变形量超过预先设定的限差时，进行自动报警。

7)、数据处理

实现目标点坐标计算以及变形分析。包括：

¾投影改正

¾仪器加乘常数改正

¾气象插值改正

¾距离差分改正

¾高差差分改正

8)、变形趋势图实时显示

动态显示变形趋势图，以此来判断目标点点位是否有位移。9)、测量数据报表输出

可根据不同需要，对数据进行刷选与组合，然后将数据，如观

测周期、X坐标、Y坐标和Z坐标等输出到Excel中进行管理。