[发明专利]一种剪切位移测量方法、剪切位移测量模块及多参数联合监测系统

权利要求书

1.一种剪切位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在测量物上做定位标记；

步骤2：使用摄像装置录制整个测量物的移动过程，得到一串数字图像数列；

步骤3：对每一幅数字图像进行图形矫正、二值化处理、选取特征像素行，选取的特征像素行是一特征行向量；

步骤4：将第一张图像的特征行向量向右循环位移，每次右移后得到新的特征行向量序列，将这一特征行向量序列依次与其他图像的特征行向量进行计算，获得每一时刻的位移值；

其中，计算方法按照以下方法进行：

当第一张图像的特征行向量按像素移动与第i张图像的特征行向量比较时，相关性系数序列为：

其中：

c_ij：第一张图像的特征行向量在右移j位后与第i张图像的特征行向量之间的相关性系数；

a_1j：第一张图像的特征行向量右移j位后的特征行向量；

a_1j的平均值；

a_i：第i张图像的特征行向量；

a_i的平均值；

而不同的j值都对应一个实际的位移值，进一步的对于第i张图像每一个c_ij也对应于这个位移值，故相关性系数与位移值的关系采用下式表示：

其中：

l(c_ij)：对应的位移；

J：特征行向量的长度；

L：上部剪切盒的最大位移；

对于每一个i值，设c_ij中的最大值为

C_i＝max(c_ij) (3)

则

l_i＝l(C_i) (4)

其中：

l_i：第i张图像对应位移值；

按式(1)～(4)对每一张图像进行计算，就得到每一张图像对应的位移值，即得到了每一时刻检测物的位移值。

2.根据权利要求1所述的一种剪切位移测量方法，其特征在于，所述步骤1中做定位标记的方法为，在检测物上贴一张与检测物形成颜色上鲜明反差的长方形纸条。

3.根据权利要求1所述的一种剪切位移测量方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4分别通过Photoshop图像处理软件和matlab编程完成。

4.一种剪切位移测量模块，其特征在于，包括摄像装置，用于录制整个测量物的移动过程，得到一串数字图像数列，还包括与摄像装置线连接的数据处理模块，所述数据处理模块用于按照如权利要求1所述的剪切位移测量方法中的步骤3和步骤4对摄像装置传输来的图像进行处理获得每一时刻检测物的位移值。

5.一种基于变尺寸土体剪切的多参数联合监测系统，其特征在于，包括剪切位移测量模块、变尺寸土体剪切盒，所述剪切位移测量模块包括摄像装置，用于录制整个测量物的移动过程，得到一串数字图像数列，还包括与摄像装置线连接的数据处理模块，所述数据处理模块用于按照如权利要求1所述的剪切位移测量方法中的步骤3和步骤4对摄像装置传输来的图像进行处理获得每一时刻检测物的位移值；所述变尺寸土体剪切盒一侧贴有长方形白纸作为定位标记，剪切位移测量模块用于检测变尺寸土体剪切盒在土体剪切时每一时刻的位移值。

6.根据权利要求5所述一种基于变尺寸土体剪切的多参数联合监测系统，其特征在于，还包括力学数据采集模块、次声数据采集模块、数据处理模块，其中，

所述次声数据采集模块包括导波管、次声传感器、次声数据存储器，所述次声传感器安装在所述导波管上，所述导波管一端设置在所述变尺寸土体剪切盒内，用以将变尺寸土体剪切盒内的次声通过导波管传递至所述次声传感器，所述次声传感器电接所述次声数据存储器和数据处理模块，所述数据处理模块用于接收次声传感器发出的次声信号进行分析处理；

所述力学数据采集模块包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述上部剪切盒的外侧，用以检测土体剪切时的压力信号并转换为电信号传输至所述数据处理模块。