[实用新型]基于单目视觉的边坡地表三维位移实时在线监测系统

说明书

本实用新型属于边坡安全监测技术领域，提供基于单目视觉的边坡地表三维位移实时在线监测系统，包括单目视觉监测平台、测量平板平台和图像分析预警平台。该监测系统采用安装于滑坡周界外侧的单目视觉监测平台实时采集安装于滑坡周界内侧的测量平板图像，然后传输到图像分析预警平台进行三维位移计算并做出预警，为边坡稳定性分析提供数据支撑。本实用新型能够准确计算工业相机与测量平板之间的实际距离，实现毫米级精度；能实现实时监控图像的无线传输，图像分析方法计算快，能实时计算边坡地表三维位移信息；设备成本低廉，安装快捷，便于在存在安全隐患的坡体上推广；实现无人值守在线监测预警，实现边坡地表三维位移的自动化监测。

技术领域

本实用新型属于边坡安全监测技术领域，具体涉及一种边坡地表三维位移实时在线监测系统。

背景技术

随着近年来工程建设范围逐渐向山区扩展，加之全球气候变化导致的极端降水增多等因素的影响，致使我国滑坡灾害频发，造成巨大的公共财产损失和人员伤亡。地表位移监测数据是表征边坡状态最为直观、有效的信息，采取稳定可靠的监测系统是主动防范滑坡灾害的重要手段。对边坡稳定性评价，实现由被动受灾向主动防灾转化具有重要意义。

对边坡地表位移的测量，传统的方式如大地测量法、近景摄影测量法、三维激光扫描法无法实时采集数据，且对现场测量人员的专业技术水准要求较高。GPS测量法可以实现实时、高精度测量，但其安装过程复杂、设备价格昂贵，无法在众多存在隐患的边坡上大量使用。BOTDR分布式光纤传感器技术在具有分布式、长距离、抗干扰等诸多优点，已经取得了很多成功应用的经验，但空间分辨率较低和传感器的优化布置等问题还有待进一步解决。

基于上述原因，研究一种具有精度高，结构简单，成本低廉的边坡地表位移实时在线监测系统对边坡安全性评价具有重要的工程意义。

在滑坡的诸多基本特征要素中，作为滑坡体和周围不动的岩、土体在平面上分界线的滑坡周界，是理想的边坡地表相对位移测量位置。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于单目视觉的边坡地表三维位移实时在线监测系统，该系统采用安装于滑坡周界外侧的单目视觉监测平台实时采集安装于滑坡周界内侧的测量平板图像，然后传输到图像分析预警平台进行三维位移计算并做出预警，为边坡稳定性分析提供数据支撑。

本实用新型的技术方案：

一种基于单目视觉的边坡地表三维位移实时在线监测系统，包括单目视觉监测平台、测量平板平台和图像分析预警平台；

所述的单目视觉监测平台，布置在边坡监测现场滑坡周界外侧，用于实时采集安装于滑坡周界内侧的测量平板图像；单目视觉监测平台包括太阳能电池板1、监控设备杆2、工业相机3、第一旋转装置4、无线网桥发射端5、第一混凝土底座6、能源控制器7和蓄电池8；第一混凝土底座6上分别安装有监控设备杆2、无线网桥发射端5、能源控制器7和蓄电池8；监控设备杆2和无线网桥发射端5安装于第一混凝土底座6上表面；监控设备杆2上分别安装有太阳能电池板1、工业相机3和第一旋转装置4，工业相机3通过第一旋转装置4安装在监控设备杆2上，实现对测量平板平台的对准及实施拍摄；太阳能电池板1安装于监控设备杆2顶部；太阳能电池板1、能源控制器7和蓄电池8实现为单目视觉监测平台全天候持续供电；无线网桥发射端5实现监测图像数据的实时传输；

所述的测量平板平台，布置在边坡监测现场滑坡周界内侧边坡体上；测量平板平台包括设备杆9、测量平板10、第二旋转装置11和第二混凝土底座12；设备杆9固定在第二混凝土底座12上表面，设备杆9上安装有测量平板10和第二旋转装置11；测量平板平台整体随边坡地表发生移动，测量平板10被单目视觉监测站中工业相机拍摄后，间接的表征边坡地表的三维移动；