[发明专利]基于帧率提取的室内滑坡模型试验局部位移测量监测方法

说明书

本发明公开了一种基于帧率提取的室内滑坡模型试验局部位移测量监测方法，包括对齐、视频采集、视频上传、视频处理四个步骤，通过摄影机在电脑中呈现的画面的边界位置及其在实际位置的对齐来确定实际距离与摄影机图像中像素所对应的比例；然后通过提取摄像机视频中每一帧的图像计算标志点的中心在像素矩阵中的位置；把每一帧位置变化的距离加和，得到其总位移，以及获取其运动轨迹。本发明解决了现有小型测量装置精度不足以及大型监测装置在小型室内滑坡模型试验中适用度不高等技术问题。

技术领域

本发明涉及图像分析中的室内滑坡模型试验局部位移测量监测，尤其涉及一种基于帧率提取的室内滑坡模型试验局部位移测量监测方法。

背景技术

室内滑坡模型试验对于滑坡体位移的监测十分重要，尤其是滑坡侧面位移的监测对于滑坡实验具有重大的指导意义。

一些传统监测装置如水准仪、全站仪等往往不适用室内小型滑坡模型的位移监测，且其精度十分有限；一些基于高精度监控系统的位移监测，其监测装置体积过大、造价偏高，而且需要专业人员进行操作，对于一般室内小型滑坡模型试验的适用度不高。

发明内容

发明目的：针对以上技术问题，本发明提供一种基于帧率提取的室内滑坡模型试验局部位移测量监测方法，该发明通过监测装置对室内滑坡模型试验局部位移进行监测和测量，进而实现对室内滑坡模型试验的高精度位移测量。

技术方案：本发明监测方法包括：

步骤1，对齐；

步骤2，视频采集；

步骤3，视频上传；

步骤4，视频数据处理。

步骤1的对齐过程，通过摄影机在电脑中呈现画面的边界位置及其在滑坡模型实际位置对齐来确定实际距离与摄影机图像中像素所对应的比例；然后通过提取摄像机视频中每一帧的图像计算标志点中心在像素矩阵中的位置。

对于室内滑坡模型试验局部位移测量监测方法的视频采集以及上传过程，选用精度为每秒60帧到120帧的摄像机在滑坡模型试验装置侧面进行拍摄，并通过Python程序实时将视频传入电脑。

步骤4中的视频处理过程，数据处理过程包括以下步骤：

步骤4.1：将视频中的每一帧图像提取出来，并根据对齐过程中图像像素矩阵对应的实际距离赋值到提取出来的图像中；

步骤4.2：通过识别图像中红色物体的轮廓(标志点为红色圆形球体)来识别标志点的轮廓；

步骤4.3：计算提取出来的轮廓中心点在像素矩阵中的位置，并存储；

步骤4.4：重复步骤4.1～4.3，计算中心点在第二帧图像的位置，通过三角函数计算其与第一帧图像中中心点的位移距离；

步骤4.5：通过每一帧之间位移的累加，计算得到标志点运动的最终位移。

步骤4.6：通过中心点在视频中每一帧的位置得出其运动轨迹。

步骤4中，通过三角函数计算其与第一帧图像中的中心点的位移。

适用于室内滑坡模型试验局部位移测量监测方法，其特性以及精度适用于室内滑坡模型试验监测。其精度为摄像机位置至所监测室内滑坡试验模型局部位移测量标志点最大距离的0.01％，其中最大距离为10m，最大位移量监测误差为1.00mm。

有益效果：与现有技术相比，本发明解决了现有小型测量装置精度不足以及大型监测装置在室内滑坡模型试验中适用度不高等技术问题。

附图说明

图1是本发明监测方法的总体结构图；

图2是本发明视频处理方法的流程图；