[实用新型]一种基于双目视觉的边坡地表位移监测野外实验系统

说明书

本实用新型属于边坡安全监测技术领域，提供一种基于双目视觉技术的边坡地表位移监测野外实验系统，其特征在于，所述的基于双目视觉的边坡地表位移监测野外实验系统包括位移观测平台、双目视觉监测平台和远程数据分析预警平台；所述的位移观测平台，布置在野外实验场滑坡周界内侧滑坡体上，随边坡表层物质发生三维移动；所述的双目视觉监测平台，布置在野外监测现场滑坡周界外侧，用于实时采集、临时本地存储和向远程数据分析预警平台传输数据；所述的远程数据分析预警平台，布置在野外实验场远程监测预警中心室内，用于存储图像数据、计算测量平板的实时三维位移、存储并解算GNSS位移监测数据以及发出预警。

技术领域

本实用新型属于边坡安全监测技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的边坡地表位移监测野外实验系统。

背景技术

斜坡岩土体发生位移的现象在自然界中十分普遍，体积巨大的斜坡表层物质在重力作用下沿斜坡向下运动，常常形成严重的地质灾害。随着全球性土地资源紧张的加剧，工程建设范围逐渐向山地和丘陵斜坡上扩展，极大的增大了斜坡变形破坏的规模和范围。

滑坡灾害的广泛发育和频繁发生对城镇建设、工矿企业、山区农村、交通运输、河运航道及水利水电工程造成了严重的危害。我国分布有二十多万处地质灾害隐患点，每年需耗费大量的社会资源动员数十万名群测群防人员进行值守监测。此外，由于高山峡谷区地质条件复杂，仅靠一般的群测群防难以进行长期的滑坡监测预警，易发生“漏报”、“错报”，导致群死群伤的特大地质灾害发生。

有效的滑坡灾害体监测方法，是避免或减少灾害造成较大损失的关键技术之一，通过对滑坡体进行灾害发生前的监测，不但可以了解和掌握滑体的演变过程，把握坡体的运动位移特征，还能为滑坡的预测预报提供数据支持。在地表位监测、地下变形监测、影响因素监测、宏观地质现象监测等众多滑坡灾害体监测体系获取的数据中，地表位移监测数据是表征边坡状态最为直观、有效的信息。基于岩土体变形的蠕变理论，在滑坡变形的不同阶段，位移-时间曲线形态不同，处于临滑阶段的位移-时间曲线呈急剧上升趋势。因此地表位移监测数据可用于判断位移变化的加速阶段，按照变化趋势在曲线上找出滑坡失稳时刻进行预报。由于预报准确性依赖于地表位移监测精度，因此研究稳定可靠的高精度边坡地表位移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。

边坡地表位移监测方法中，大地测量法技术成熟、精度高、资料可靠、信息量大，但受地形通视条件和气候影响均较大。全球导航卫星系统(GNSS)监测技术监测精度高、自动化程度高、可实现全天候连续监测，但较高的设备成本和复杂的安装过程导致该项技术无法在众多滑坡灾害隐患点大量使用。使用机械、电子式滑坡裂缝监测仪器的测缝法可以满足野外条件下工作的稳定性、长期性、可靠性要求，但存在监测数据存储、传输自动化程度低等缺点。

基于上述原因，具备成本低、精度高、结构简单、易于安装等特点的机器视觉技术在边坡安全监测技术领域将有广泛的应用前景。单目视觉技术应用于边坡地表位移监测时，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，例如授权公告号为CN 209745231U的专利，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，该专利虽然可以实现边坡地表三维位移的测量，但系统对于单目视觉监测平台与测量平板平台之间设备安装角度准确性要求较高，一旦测量平板平台随滑体发生旋转，系统测量精度将大大降低，不利于长期实现高精度位移监测。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于双目视觉的边坡地表位移监测野外实验系统，该系统是对于授权公告号为CN 209745231U的专利基于单目视觉的边坡地表三维位移实时在线监测系统的改进。采用一套安装于滑坡周界外侧的双目视觉监测平台实时采集安装于滑坡周界内侧位移观测平台上的测量平板图像，图像由数据采集仪和4G通讯模块传输到远程数据分析平台进行三维位移计算，计算结果与位移观测平台上GNSS监测接收机获取的位移数据对比，为基于双目视觉的边坡地表位移监测野外监测实验精度分析提供技术思路。

本实用新型的技术方案：