[发明专利]危岩崩塌监测预警系统及方法

权利要求书

1.危岩崩塌监测预警系统，其特征在于：包括危岩体变形监控设备、图像采集与分析装置、云端服务器和报警装置，所述危岩体变形监控设备安装于待测危岩体上部后缘，用于监测待测危岩体上部裂缝变形情况并将裂缝变形情况发送到图像采集与分析装置，所述待测危岩体上部裂缝变形监测包括危岩体的突发变形和缓慢变形的数值变化；

所述图像采集与分析装置，用于对待测危岩体整体变形进行实时视频采集，并对所采集的危岩体变形图像进行分析，将分析后的数据传输至云端服务器；

所述报警装置用于接收云端服务器发送的报警命令，并发出报警信号，所述图像采集与分析装置包括摄像装置、图像分析装置和图像数据传输装置，所述摄像装置、图像分析装置和图像数据传输装置顺次连接，所述摄像装置至少包括两个激光摄像头，其中一个激光摄像头对待测危岩体上部进行实时视频图像监测，另一个激光摄像头对待测危岩体下部的道路进行实时视频图像监测；

图像分析装置，用于对视频图像数据进行分析和处理；

图像数据传输装置，用于将分析和处理后的图像数据上传到云端服务器，

所述图像分析装置包括视景采样模块，用于将危岩体作为目标对象进行视频图像采集；

参数提取模块，用于提取所述采集危岩体视频图像特征；

特征提取匹配识别模块，用于将所述提取的视频图像特征与模板库中存储的前一时刻的图像特性进行匹配对比；

重点区域参数提取模块，用于提取重点区域的图像特征；

SVM识别模块，采用支持向量机来构造分类器，再将所述分类器进行并联，将多个分类器的输出结果融合，输出特征识别结果；

特征拟合识别结果模块，用于将SVM识别模块输出的特征识别结果与对比图像特征进行拟合对比，判断出危岩体裂缝变形数值；

所述视景采样模块、参数提取模块、特征提取匹配识别模块、重点区域参数提取模块、SVM识别模块和特征拟合识别结果模块顺次连接。

2.如权利要求1所述的危岩崩塌监测预警系统，其特征在于：所述危岩体变形监控设备包括突发变形监控设备和缓慢变形数值变化监控设备。

3.如权利要求1所述的危岩崩塌监测预警系统，其特征在于：所述报警装置内部设有无线接收模块用于接收云端服务器发送的命令。

4.一种危岩崩塌监测预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：确定监测区域，在监测区域的危岩体上安装危岩体变形监控设备，对危岩体的缓慢变形的数值变化和突发变形进行监控，在所述危岩体的对面安装图像采集与分析装置，对危岩体整体变形进行实时视频图像监测，如危岩体变形监控设备和/或图像采集与分析装置监测到危岩体发生突发变形出现崩塌现象，则执行S2；如监测到缓慢变形未出现崩塌现象，则执行S3；

S2：危岩体变形监控设备和图像采集与分析装置将突发变形图像上传到云端服务器，并标记出异常区域，云端服务器将报警命令发送到报警装置，报警装置发出报警信号；

S3：图像采集与分析装置根据图像分析估算法计算出缓慢变形数值，所述图像采集与分析装置包括摄像装置，所述摄像装置包括至少两个激光摄像头，其中一个激光摄像头对危岩体上部进行实时视频图像监测，另一个激光摄像头对危岩体下部的道路进行实时视频图像监测；

图像分析装置，用于对视频图像数据进行分析和处理；

图像数据传输装置，用于将分析和处理后的图像数据上传到云端服务器，所述S3中所述图像分析估算法具体包括以下步骤：

S301：图像采集与分析装置对前一时刻摄像装置对危岩体的采集的图像进行特征分析，将获取到危岩体的颜色、纹理、形状和结构特征保存在模板库中成为对比图像，

S302：摄像装置再次采集危岩体图像，并对图像进行特征分析，与所述模板库中的对比图像进行特征匹配对比，如果匹配对比成功，则找到危岩体的关键参数信息；

S303：对所述危岩体上部的图像数据进行特征提取，与所述模板库中的对比图像进行SVM分类判断，实现特征拟合并判断出危岩体裂缝变形数值。

5.如权利要求4所述的危岩崩塌监测预警方法，其特征在于：所述危岩体变形监控设备包括突发变形监控设备和缓慢变形数值变化监控设备。

6.如权利要求4所述的危岩崩塌监测预警方法，其特征在于：所述报警装置内部设有无线接收模块用于接收云端服务器发送的命令。