[发明专利]基于视频探测的岩质边坡稳定性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于视频探测的岩质边坡稳定性分析方法，属于岩质边坡稳定性分析技术领域。

背景技术

在现有技术中，判断边坡滑坡的类型和计算其稳定性所取的参数都是通过人工观察、判断和计算的。这就需要花掉大量的时间来进行前期勘测工作，而且对工程师的要求也很高，必须经过长时间的工作和实践积累起丰富的经验。在以前的技术中，判断边坡滑坡的类型和计算其稳定性都是靠经验及其丰富的工程师进行人工观察、判断和计算的。这就需要花掉大量的时间来进行前期勘测工程，而且这里对工程师的要求也很高，必须经过长时间的工作和实践积累起丰富的经验。因此勘测工程难度大，周期长。

发明内容

本发明的目的：提供一种基于视频探测的岩质边坡稳定性分析方法，通过视频探测然后由计算机对原始数据进行处理，提高勘测工作效率和降低工作难度。

本发明的实现：基于视频探测的岩质边坡稳定性分析方法，包括下述步骤：

a、通过鱼眼摄像头对边坡钻孔进行摄像，摄取的图像经专用电缆传输至计算机内进行数字化处理；鱼眼摄像头的测量轮实时测量鱼眼摄像头所处的位置，并将鱼眼摄像头的深度值置于计算机内；

b、计算机对鱼眼摄像头摄取的鱼眼图进行计算和处理，运用半鱼眼恢复算法将鱼眼图恢复到真实的钻孔柱状图形中；

c、将柱状图展开成平面图，并将上下展开的柱状图依次拼接，得到整个边坡钻孔的全景展开图；

d、扫描全景展开图，运用空间解析几何算法得出节理的参数，将全景展开图恢复为带节理参数的全景柱状图。

上述步骤b中，对鱼眼图的处理包括提取鱼眼图轮廓、校正拍摄的鱼眼图为标准正圆鱼眼图、提取标准正圆鱼眼图的圆心坐标、通过半角鱼眼恢复算法将将平面投影转化成柱面投影图。

上述步骤c中，对柱形图的拼接采用相似曲线匹配原理进行拼接：对每一幅图像从左至右依次计算每一行中梯度最大的点,将该点的坐标记录下来，将所得的梯度最大点的坐标描出来，在上下两幅图像上分别得到两条曲线，比较这两条曲线，从中找出相似的一段曲线，这段相似曲线的起始位置即为得到的重叠区域的起始坐标（x，y），y值即为上下图拼接处的图片高度值；取上图的0至y行，下图的0至最后一行，构成一张完整的上下拼接图。

具体方法：对全景展开图进行扫描，分辨节理，找出每层节理的边界范围，将节理边界线恢复到全景柱状图上，计算边界线所在平面的最大倾斜角，然后计算节理的参数，即岩层产状三要素：走向、倾向、倾角。 

本发明通过视频探测装置和计算机计算处理系统，可以对边坡钻孔进行整体的判断和计算，使得只需要受过基本训练的工作人员即可操作本系统，完成对边坡稳定的探测。本发明大大的提高了对边坡稳定的探测判断的准确性和工作效率，也对工作人员的要求大大降低，以前必须是有资深级别和工作经验极其丰富的高级工程师进行判断，现在本领域的普通工程师经过培训后也能够进行操作，从而节省了大量的人力资源。这样对边坡判断工作的时间和物力资源也大大降低。

附图说明

附图1为球面模型的投影示意图；

附图2为半角鱼眼投影模型的示意图；

附图3为半角鱼眼投影模型的投影示意图；

附图4为平面投影与柱面投影之间的转换示意图；

附图5为半鱼眼恢复算法的程序流程图；

附图6为环绕拍摄照片柱面全景图与鱼眼镜头的投影关系图a；

附图7为环绕拍摄照片柱面全景图与鱼眼镜头的投影关系图b；

附图8为环绕拍摄照片柱面全景图与鱼眼镜头的投影关系图c；

附图9为柱面投影图与平面图之间的几何关系图；

附图10为柱面全景图展开示意图；

附图11为节理参数岩层产状三要素的示意图；

附图12为节理参数的求解流程图；

附图13为展开全景图的节理示意图；

附图14为带节理的展开全景图恢复的全景柱状图。

具体实施方式

本发明的实施方式：本发明的基于视频探测的岩质边坡稳定性分析方法，包括下述步骤：

a、通过鱼眼摄像头对边坡钻孔进行摄像，摄取的图像经专用电缆传输至计算机内进行数字化处理；鱼眼摄像头的测量轮实时测量鱼眼摄像头所处的位置，并将鱼眼摄像头的深度值置于计算机内；

b、计算机对鱼眼摄像头摄取的鱼眼图进行计算和处理，运用半鱼眼恢复算法将鱼眼图恢复到真实的钻孔柱状图形中；

c、将柱状图展开成平面图，并将上下展开的柱状图依次拼接，得到整个边坡钻孔的全景展开图；