[发明专利]基于数字图像实时监测基坑开挖水平位移的方法

摘要

本发明涉及一种基于数字图像实时监测基坑开挖水平位移的方法。该方法建立了一种单一摄像机多个目标快速定位、监测系统，该系统安装简单，无需考虑相机安装位置、镜头参数等信息，安装完毕后整体标定，将系统误差进行整体标定考虑。本发明方法提高了测量精度，并且算法简单，代码执行效率高，适合长期野外工作环境；当基坑开挖过程中出现水平位移超过设定的阈值后系统将作出报警，并通过激光灯指示到报警位置，指导现场人员立刻对该区域进行加固和维修工作，以防基坑坍塌或更严重的事故发生。

主权项

一种基于数字图像实时监测基坑开挖水平位移的方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：提供一基坑开挖实时水平位移监测系统，包括中控计算机及与该中控计算机连接的安装在基坑附近的摄像机、云台、安装于所述云台上的激光灯；S2：设整体坐标系，即相机坐标系为xyz，以云台为中心的坐标系为XYZ，云台绕X轴转动的角度记为，绕Z轴旋转的角度记为；S3：打开激光灯，通过转动云台使激光灯指向各监测点，即标定点，记录下此时云台转角（），同时记录下各标定点在整体坐标系下的坐标（），即可得到整体坐标系下各标定点的坐标（）与云台转角（）之间的一一对应关系，并存入中控计算机中，其中i表示行坐标，j表示列坐标；S4：通过整体标定后，当监测到目标监测点发生偏移时，即可通过该目标监测点在整体坐标系下的坐标（），获取云台转角（），进而通过中控计算机控制云台转动该转角（），打开激光灯即可照射至发生偏移的目标监测点处，进行报警；所述步骤S4中，若监测到的发生偏移的目标监测点不是标定点时，需通过以下方式来控制云台的转动及激光灯报警，S21：通过相机拍摄发生偏移的目标监测点P的图像，确定其在整体坐标系下的坐标（），并获取位于其四周的标定点的坐标（）、（）、（）、（）以及其所对应的云台转角（）、（）、（）、（）；S22：由于目标监测点P不是标定点，按照其周围的四个点进行插值计算，具体计算公式如下：（1）（2）其中：，，，，，；将P点坐标（）与其周围的四个标定点坐标代入公式（1）和（2）即可以求解出参数，；S23：由步骤S22，根据已知的四个标定点所对应的云台转角，即可通过下述公式计算出目标监测点P所对应的云台转角：（3）（4）其中：，。