[发明专利]一种边坡地表位移监测方法、装置、介质及设备

说明书

本发明提供了一种边坡地表位移监测方法、装置、介质及设备，包括：采集目标边坡的多个图像数据；通过对多个图像数据进行分析，确定多个目标标靶并得到与目标标靶对应的区域编码及像素坐标；获取多个目标标靶中的每个目标标靶四个角点的空间坐标及每个目标标靶的质心坐标；分别针对多个目标标靶中的每个目标标靶，根据标标靶的空间坐标及质心坐标，对每个目标标靶的对角向量进行计算，得到每个目标标靶平面的方向向量，方向向量具有3方向自由度；通过像素坐标、空间坐标、质心坐标和方向向量对目标边坡进行监测，得到监测结果；相较于现有技术来说，实现了对目标边坡进行3位移自由度+3方向自由度监测，提升了对边坡监测的精度。

技术领域

本发明涉及边坡监测领域，特别涉及一种边坡地表位移监测方法、装置、介质及设备。

背景技术

边坡地表位移监测是边坡监测研究中的一个热点问题，通过对边坡地表位移进行监测，掌握边坡地表位移的实时变化并对超限情况进行预警，在一定程度上能够减轻或者避免因边坡地质灾害导致的损失。

常见的边坡地表位移监测方法有大地测量法、GPS法及机器视觉法等。传统的监测方法往往只注意单一监测指标特征，工作量大，监测成本高且无法反映边坡整体情况，难以运用到大型山体的测量中。

现有的常用的机器视觉监测大多基于单目视觉，难以提供准确的三维边坡地表位移信息。并且，当前方案大多数基于单一标记点的简单的标靶，在野外环境存在误匹配，抗干扰能力弱等缺点。此外，这些方案仅针对标记点的3个位移自由度进行监测，难以对3个方向自由度进行监测，使得边坡地表位移监测精度不高。

发明内容

本发明提供了一种边坡地表位移监测方法、装置、介质及设备，其目的是为了解决上述现有技术存在边坡地表位移监测精度不高的缺陷。

为了达到上述目的，本发明提供了一种边坡地表位移监测方法，包括：

步骤1，采集目标边坡的多个图像数据，多个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，通过对多个图像数据进行分析，确定多个目标标靶并得到与目标标靶对应的区域编码及像素坐标；

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

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

步骤5，通过像素坐标、空间坐标、质心坐标和方向向量对目标边坡进行监测，得到监测结果。

进一步来说，步骤2包括：

根据自适应性阈值分割算法对多个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；

逐个对疑似边坡位移监测标靶进行处理，并分析其区域编码；

判断疑似边坡位移监测标靶的区域编码是否合法；

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

对目标标靶四个角点进行亚像素优化，得到与目标标靶对应的区域编码及像素坐标。

进一步来说，步骤3包括：

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

对目标标靶四个角点的空间坐标进行均值计算，得到多个目标标靶的质心坐标。

进一步来说，步骤4包括：