巷道变形检测是建筑安全检测的重要内容之一，数字摄影测量因其具有非接触测量、测量速度快、对生产影响小等特点，用于巷道变形测量有无可比拟的优势。现有的用于巷道变形的测量装置，测量的精度较低，尤其是在巷道这种危险性较高的场所，即使是细微的变化，造成的影响也是很大的，一旦误差过大就很容易造成安全隐患。而且现有的用于测量细微巷道形变的设备，由于很少采用固定安装的支撑结构，所以稳定性较差，测量的误差也就比较大，现有的测量设备，没有能够直观显示测量结果的装置，使用起来较为麻烦。本研究设计了一种基于激光测距仪的巷道变形测量装置。总的来说，本实用新型巷道变形测量装置结构简单，测量所得数据误差小，适合推广使用。

1、系统组成

1.1系统结构

       激光测距系统是由STM32单片机、脉冲发射电路、脉冲检测电路和高速计时芯片FPGA组成。系统以STM32单片机为核心，发射高电平为激光脉冲信号给高速计时芯片FPGA，各部分数据协调工作。             FPGA收到激光脉冲信号后计时器清零并发送脉宽在0.02us以上并且宽度可调的窄激光脉冲，同时计数器开始计时。窄激光脉冲经过高电压发射电路后，激光脉冲峰值由原来电压变为高压，可以适应更长巷道的测量。激光脉冲在空气中传播后返回到激光脉冲检测电路，FPGA收到计时结束信号，计数器停止计时。同时，FGPA对接收机到的激光脉冲信号高电压时，STM32单片机计算巷道变形测量结果。

1.2激光脉冲计数

        发射激光脉冲同时接收端开始接收激光脉冲，对波形进行高速采样，将模拟信号转换为数字信号进行储存计算，这样就可以得到返回的波形的信息。计算出两个墙面平值点与峰值凸起点之间的距离，当激光脉冲回波峰值在两个采样点之间时，则取不到精确的距离，如果提高采样频率，则会减小误差。

2、技术方案设计

       本研究设计的实用新型测量装置技术方案如下：一种基于激光测距仪的巷道变形测量装置，包括外壳和支撑台，外壳的左上侧外表面设有显示器，外壳的左下侧设有控制器，控制器的右侧设有蓄电池，蓄电池与控制器点连接，外壳的右下侧设有激光发射器，外壳的右侧对应激光发射器设有透光孔，激光发射器的上部设有激光接收器，激光发射器和激光接收器均与控制器电连接，激光接收器的外侧连接有进光罩，外壳的底部安装有支撑台。外壳的右上侧设有进风口，进风口的内侧设有风机，外壳的左侧留有出风口。支撑台为圆片结构。支撑台的下侧连接有支架。支架设有3组，且每组支架的下侧均固定连接有支架片。

3、实验结果

        为了验证基于激光测距仪的巷道变形测量装置的性能，在实验过程中进行了多次实验，采用激光测距仪分别对10米、50米、100米、和200米巷道进行多次测量，通过测量数据可以看出滨兴出的测距误差在0.3m以内，虽然理论变形绝对误差在24mm，但是相对于上百米甚至上千米的巷道来说还是很准确的。为了额进一步提高精确度，采取测量多次求平均值的方法提高测量精确度。

4、结束语

        此基于激光测距仪的巷道变形测量装置结构简单，通过加入显示器结构，能够直接的将测量结果显示出来，便于测量人员对数据进行计算，通过加入激光发射器和激光接收器结构，能够对巷道的侧壁进行实时的监测，并将数据进行收集汇总，通过加入支撑台结构，能够稳定的安放测量设备，从而确保设备不会发生偏移，增加了增量结果的准确性。通过实时的实验操作结果表明，测量10、50、100和200米的不同长度的巷道变形过程中，变形处的测距误差在0.3m以内，变形度绝对误差在24mm。总的来说，本实用新型结构简单，测量所得数据误差小，适合推广使用。