[发明专利]一种边坡地表位移监测方法、装置、介质及设备

权利要求书

1.一种边坡地表位移监测方法，其特征在于，包括：

步骤1，采集目标边坡的多个图像数据，多个所述图像数据通过从不同角度对目标边坡进行图像采集得到；

步骤2，通过对多个所述图像数据进行分析，确定多个目标标靶并得到与所述目标标靶对应的区域编码及像素坐标；

步骤3，获取多个所述目标标靶中的每个目标标靶四个角点的空间坐标及每个所述目标标靶的质心坐标；

步骤4，分别针对多个所述目标标靶中的每个目标标靶，根据所述标标靶的空间坐标及质心坐标，对所述目标标靶的对角向量进行计算，得到每个所述目标标靶平面的方向向量，所述方向向量具有3个方向自由度；

步骤5，通过所述像素坐标、所述空间坐标、所述质心坐标和所述方向向量对所述目标边坡进行监测，得到监测结果。

2.根据权利要求1所述的边坡地表位移监测方法，其特征在于，所述步骤2包括：

根据自适应性阈值分割算法对多个所述图像数据进行二值化处理并提取其外形轮廓，得到多个疑似边坡位移监测标靶；

逐个对所述疑似边坡位移监测标靶进行处理，并分析其区域编码；

判断所述疑似边坡位移监测标靶的区域编码是否合法；

若所述疑似边坡位移监测标靶的区域编码合法，则确定所述疑似边坡位移监测标靶为目标标靶；

对所述目标标靶四个角点进行亚像素优化，得到与所述目标标靶对应的区域编码及像素坐标。

3.根据权利要求1所述的边坡地表位移监测方法，其特征在于，所述步骤3包括：

针对多个所述目标标靶中的每个目标标靶，根据三角测量原理，通过所述转换矩阵和所述像素坐标建立空间坐标关系方程并进行求解，得到所述目标标靶四个角点的空间坐标，其中所述转换矩阵是根据相机内参矩阵和相机外参矩阵计算得到；

对所述目标标靶四个角点的空间坐标进行均值计算，得到多个所述目标标靶的质心坐标。

4.根据权利要求3所述的边坡地表位移监测方法，其特征在于，所述步骤4包括：

分别针对多个所述目标标靶中的每个目标标靶，测量所述目标标靶在全站仪坐标系下的坐标值；

分别针对多个所述目标标靶中的每个目标标靶，计算所述目标标靶在所述全站仪坐标系下和在所述相机坐标系下的质心坐标；

分别针对多个所述目标标靶中的每个目标标靶，根据所述目标标靶四个角点的空间坐标，计算所述目标标靶的两个对角向量；

分别针对多个所述目标标靶中的每个目标标靶，对所述目标标靶的两个对角向量进行叉乘，得到叉乘结果，并将所述叉乘结果除以与两个所述对角向量的模量，得到所述目标标靶平面的方向向量，所述方向向量具有3个方向自由度。

5.根据权利要求1所述的边坡地表位移监测方法，其特征在于，

所述目标边坡的多个所述图像数据是通过双目相机采集到的；

在所述步骤1之前，还包括：

对所述双目相机的相机内参矩阵、畸变系数和相机外参矩阵进行标定，所述相机内参矩阵为：

其中，K为相机内参矩阵，f_x为x方向焦距，f_y为y方向焦距，dX为x方向上一个像素对应的物理长度，dY为y方向上一个像素对应的物理长度，u₀为x方向的感光中心坐标，v₀为y方向的感光中心坐标，θ为感光板装配时产生的角度偏差；

所述畸变系数为：

其中，x′，y′表示为现实成像的归一化图像坐标，x，y为现实成像的归一化图像坐标，r为像素点至成像中心点的距离，k₁，k₂，k₃为各阶径向畸变系数，p₁，p₂为各阶切向畸变系数。