[发明专利]一种高拱坝谷幅变形动态监测系统及其监测方法

说明书

本发明公开了一种高拱坝谷幅变形动态监测系统及其监测方法，包括设置于山体左(右)岸的参考基准点、设置于右(左)岸山体的自动监测系统，系统装置包括视觉相机系统、毫米雷达系统及用户交互系统。视觉相机结合对岸基准点确定参考点角度，连接毫米波雷达并结合对岸参考点测量距离，输入用户交互系统更新变形矩阵并计算，最终进行可视化展示。本发明效率高，成本低，实现谷幅变形自动化监测，减少了大风暴雨等极端自然天气对谷幅变形监测工作的影响，同时从建立用户交互系统，可以实时观测谷幅变形相关曲线并比较各测点变形特点，减少了人力投资，提高了观测效率，具有较好的时间、经济效益，为谷幅变形监测技术提供参考。

技术领域

本发明涉及谷幅变形动态监测系统，具体涉及一种基于毫米波雷达及计算机视觉的高拱坝谷幅变形动态监测系统及其监测方法。

背景技术

谷幅变形是一种自然现象，该现象在高拱坝建设运营期间更为显著，谷幅变形特点会影响拱坝工作性态和长期安全性。谷幅变形监测是反映山体变形的重要指标，原理是在河谷两岸上按需要设置多对测线，通过记录测线长度的变化，得到谷幅变形的时间变化特点。

目前对谷幅变形的监测主要采用人工监测，在两岸设置基准点，现有技术基于传统测量学进行测距等变形监测，只能监测测点水平距离变化，观测结果单一，在进行谷幅成因机理等分析时，反映谷幅变形特点的变量不够丰富。此外，人工监测受大风、暴雨等自然天气影响较大，实际监测数据缺省较多，且不能做到实时动态监测，同时不能进行即时数据处理，实时展示山体变形特点。因而，开发一种能实时动态监测高拱坝谷幅变形的自动化监测系统，丰富监测值种类，避免恶劣自然天气带来的监测困难，提高数据反馈的时间效益，是很有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于毫米波雷达及计算机视觉的高拱坝谷幅变形动态监测系统及其监测方法，选用依据环境特点可变色的基准点标识，结合计算机视觉确定参考点角度，连接毫米波雷达并结合对岸参考点测量距离，输入用户交互系统更新变形矩阵并计算，最终进行可视化展示。以解决现有人工监测技术受大风、暴雨等自然天气影响较大，不能做到实时动态监测，同时不能进行即时数据处理，实时展示山体变形特点的问题。

本发明的技术方案是：一种高拱坝谷幅变形动态监测系统，包括参考基准点及自动监测系统；

所述的自动监测系统包括通过有线线路相互连接的监测装置及用户交互系统，其中，所述的监测装置包括视觉相机系统和毫米波雷达系统；

所述的参考基准点安置在自动监测系统的对岸位置，且初始布设位置为对岸观察监测装置的水平平面内垂直于河谷方向的对岸岸坡点。

进一步的，所述参考基准点为颜色可人为设定的发光装置，其包括内圈组件和外圈组件；所述的内圈组件包括反光材料及若干个可人工选择颜色的LED灯，所述的外圈组件包括反光材料及位于外圈组件边缘的强光灯串。

进一步的，所述的反光材料为抛光氧化镜面铝。

进一步的，所述参考基准点设置于山体的左(右)岸，所述自动监测系统装置设置于参考基准点的对岸。

进一步的，一种高拱坝谷幅变形动态监测系统的监测方法，其具体操作步骤如下：

(5.1)、根据大坝工程建设的实际情况，参考水文地质情况、水库调度计划、位置特点，确定测线位置，确定测线位置，在拱坝的一侧山体上安设有参考基准点，在其另一侧安设有自动监测系统；

(5.2)、根据季节特点，结合山体植被覆盖情况，设置内圈组件中的LED灯；

(5.3)、对于某一测线，基于视觉相机系统捕捉参考基准点的位置，结合相机坐标及图像坐标，确定参考基准点相对于视觉相机系统和毫米波雷达系统的角度坐标；