[发明专利]一种基于影像识别的平面变形监测测量方法及其系统

权利要求书

1.一种基于影像识别的平面变形监测测量系统，其特征在于：包括采集端、服务器端和客户端；

所述的采集端，包括固定的可旋转摄像头、网络传输模块、电源管理模块以及图像存储模块；所述可旋转摄像头采集图像，并将图像通过网络传输模块传输到服务器的图像处理平台；

所述的服务器端，包括图像处理平台、数据存储模块以及数据展示平台；所述图像处理平台计算解析各目标监测点的相对位置数据后得到变形数据；所述的数据存储模块将计算的变形数据存储入数据库；所述的数据展示平台可将各监测点相对变形数据标注在拼接的图像上，并通过网页形式将展示出来；

所述图像处理平台计算解析的方法包括以下步骤，

1)通过摄像头对所有的目标监测点进行图像的采集，获得多张图像，每张图像上至少包含两个目标监测点，然后将图像传输到服务器的图像处理平台；

2)对上传的图像进行处理、计算，得出单张图像上第一个目标监测点与最后一个目标监测点之间的图像相对位置；

图像相对位置的计算方式为：

在图像上对相邻的两个目标监测点的靶标分别进行识别，计算两个靶标的中心点坐标和两个靶标的横竖轴的像素长度，在第i张图像上，i点靶标的中心点坐标为(x_2i-1，y_2i-1)，(i+1)点靶标的中心点坐标为(x_2i，y_2i)；i点靶标的横竖轴的像素长度为(a_2i-1，b_2i-1)，(i+1)点靶标的横竖轴的像素长度为(a_2i，b_2i)；

3)通过步骤2)中两个目标监测点之间的图像相对位置计算单张图像上这两个目标监测点之间的实际相对位置，方式为：

根据两个相邻的目标监测点的靶标的中心点坐标计算两者之间的像素差值为(x_2i-x_2i-1，y_2i-y_2i-1)；则，(i+1)点的实际相对位置坐标为，

(Δx_i，Δy_i)＝[(x_2i-y_2i-1)R_xi，(y_2i-y_2i-1)R_yi]；

其中R_xi、R_yi分别为中间图像横竖轴方向上的平均换算比例，

M为目标监测点上设置的圆形靶标的直径；

并由这两个目标监测点之间的实际相对位置计算一测回的水平闭合差和竖向闭合差；

一测回的水平闭合差X_m为：

一测回的竖向闭合差Y_m为：n为目标监测点的个数，n为大于1的自然数；

4)采用高程传递和位移传递，结合步骤3)中的水平闭合差和竖向闭合差进行平差，计算其余目标监测点相对于起始目标监测点的实际相对位置并存储；

5)循环步骤1)-4)一次；

6)将当前获得的其余目标监测点相对于起始目标监测点的实际相对位置的计算结果与前一次获得的其余目标监测点相对于起始目标监测点的实际相对位置的计算结果进行对比，获取各目标监测点在监测平面内相对于起始目标监测点的实际变形量。

2.如权利要求1所述的一种基于影像识别的平面变形监测测量系统，其特征在于：所述的步骤1)中，摄像头为可调节焦距参数的旋转相机镜头；所述的目标监测点为多个，所有的目标监测点处于同一平面内。

3.如权利要求2所述的一种基于影像识别的平面变形监测测量系统，其特征在于：所述的目标监测点上设置的圆形靶标的直径M为10～15cm。

4.如权利要求3所述的一种基于影像识别的平面变形监测测量系统，其特征在于：图像采集时，设定每次拍摄的测段长度为两个相邻的目标监测点，每拍摄一测段，摄像头焦距就调整一次；两点间拍摄，n个目标监测点往返共拍摄2(n-1)张图像。