一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置及预警监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置，包括智能摄像机、电控系统、控制设备及特征靶标，特征靶标安装在山体滑坡最危险区域内及山体出现的裂缝两侧；智能摄像机安装在山体滑动区域内，且能观测到所辖待测区域内安装的特征靶标，智能摄像机内置嵌入式软件算法，能实时采集用于监测山体滑坡和山体裂缝的特征靶标安装位置处的图像信息，且能监测特征靶标的位置信息并对其进行解算分析；电控系统安装在智能摄像机周边，与智能摄像机连接，为智能摄像机供电，并将智能摄像机采集到的图像信息、位置信息及解算分析的结果通过网络的方式传输至云端供连接网络的远程控制设备查阅，远程控制设备通过网络与电控系统进行信息交互。交互。交互。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置及预警监测方法


[0001]本专利技术涉及山体灾害预警监测
，具体涉及一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置及预警监测方法。

技术介绍

[0002]作为地质灾害的主要灾种，滑坡具有突发性强、分布范围广和破坏性大等特点，每年都造成巨大的经济损失和人员伤亡，是我国国民经济建设和社会发展的严重制约因素。
[0003]目前较为普遍的滑坡监测预警技术是通过在山体上布设GNSS全球卫星导航系统与裂缝计，可通过GNSS监测山体表面的位移，也有通过全站仪进行滑动位移的测量；通过裂缝计监测山体表面裂缝的发展情况。
[0004]卫星导航的局限在于它的信号连续性不足，GNSS信号容易受到偶然或蓄意的干扰比如地形及树叶遮挡而削弱或反射信号，使位移测量失真；全站仪测量视程远，可以观测到较远距离的靶标，但需要将其安装在固定区域，山间雨雾天气多，一旦下雨有雾时，全站仪无法观测到靶标，然而雨雾天气恰为山体滑坡风险最大的时候。裂缝计安装在山体表面，受山间雨雾环境影响，传感器的精度难以保证，仪器还会遭受野生动物的破坏，致使监测工作终止。
[0005]上述传统监测方式往往无法达到理想的监测效果，有必要提供一种山体灾害预警监测装置及预警监测方法，能够持续准确地对山体滑坡进行自动化实时监测，以保证山体安全的及时预警，保护周边居民及工作人员的人身与财产安全。

技术实现思路

[0006]为了改善现有技术，本专利技术提出了一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置及预警监测方法，该装置能够非接触式地同时测量山体滑动和山体裂缝，安装与实施便捷，安全性好，且预警准确，不易受到恶劣环境的影响。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置，包括智能摄像机、电控系统、控制设备及特征靶标，所述特征靶标安装在地勘报告中指出的山体滑坡最危险区域内及山体出现的裂缝两侧；所述智能摄像机安装在山体滑动区域内，且能观测到所辖待测区域内安装的所述特征靶标，所述智能摄像机内置嵌入式软件算法，能实时采集用于监测山体滑坡和山体裂缝的特征靶标安装位置处的图像信息，且能监测所述特征靶标的位置信息并对所述位置信息进行解算分析；电控系统安装在智能摄像机周边，与智能摄像机连接，为智能摄像机供电，并将智能摄像机采集到的图像信息、位置信息及解算分析的结果通过网络的方式传输至云端供连接网络的远程控制设备查阅，远程控制设备通过网络与电控系统进行信息交互。
[0008]进一步地，所述特征靶标包括用于监测山体滑坡的特征靶标，所述智能摄像机监测所述特征靶标的位置信息并采集特征靶标处的山体图像信息，若智能摄像机与特征靶标的相对位置发生变化时，智能摄像机对特征靶标相对于智能摄像机的相对位置信息进行解
算分析，计算出特征靶标相对于智能摄像机的实时相对位移变化值及相对位移变化速率，当相对位移变化值超过预设滑动位移阈值或其相对位移变化速率超过预设的滑动速率阈值时，电控系统将智能摄像机采集到的山体图像信息、特征靶标位置信息及解算分析的结果发送至云端，并向远程控制设备发出报警提醒。
[0009]进一步地，所述远程控制设备调取报警时间段内的智能摄像机采集到的山体图像信息，亦可远程与电控系统进行信息交互获取最新的山体图像信息以进一步确定山体滑坡存在的风险。
[0010]进一步地，所述滑动位移阈值与滑动速率阈值依据山体所处地理位置及当地环境进行确定。
[0011]进一步地，所述特征靶标包括用于监测山体裂缝开裂程度并安装于裂缝开裂两侧的特征靶标，所述智能摄像机监测所述特征靶标的位置信息并采集特征靶标处的裂缝图像信息，若裂缝开裂两侧的特征靶标之间的绝对位置发生变化时，智能摄像机对裂缝开裂两侧的特征靶标之间的绝对位置信息进行解算分析，计算出裂缝开裂两侧的特征靶标之间的实时间隔距离，用实时间隔距离与初始间隔距离做差值，当两者的差值超出预设的裂缝宽度阈值时，电控系统将智能摄像机采集到的裂缝图像信息、特征靶标位置信息及解算分析的结果发送至云端，并向远程控制设备发出报警提醒。
[0012]进一步地，所述远程控制设备调取报警时间段内的智能摄像机采集到的裂缝图像信息，亦可远程与电控系统进行信息交互获取最新的裂缝图像信息以进一步确定裂缝开裂存在的风险。
[0013]进一步地，所述裂缝宽度阈值依据山体所处地理位置及当地环境进行确定。
[0014]进一步地，所述特征靶标为红外特征靶标，其可在夜间及雨雾天被智能摄像机识别。
[0015]本专利技术还提供一种山体灾害预警监测方法，通过使用上述山体灾害预警监测装置进行，所述山体灾害预警监测方法按如下步骤实施：
[0016]1)按照地质勘测报告，在被测山体上划分出多个滑动范围，并找出每个滑动范围内的最危险区域；
[0017]2)于每个滑动范围的最危险区域内安装红外特征靶标，并在最危险区域内搜寻裂缝，在裂缝开裂的两侧安装红外特征靶标；
[0018]3)在最危险区域之外，根据地质勘测报告找出任意与最危险区域滑动速率不同的滑动区域，在滑动区域内分别安装智能摄像机及电控系统，并将智能摄像机与电控系统通过线缆连接；
[0019]4)打开电控系统的开关，接通系统电源与网络，调节智能摄像机的焦距，使其能够观测到最危险区域的全部红外特征靶标；
[0020]5)控制设备通过蓝牙或者网络与智能摄像机连接，对智能摄像机的采集频率，报警值(滑动位移阈值、滑动速率阈值、裂缝宽度阈值)等参数进行设置；
[0021]6)智能摄像机对红外特征靶标进行初始位置信息的采集，获取监测山体滑坡的红外特征靶标的初始位置信息P1
初始
及监测山体裂缝开裂程度的红外特征靶标初始位置信息P2
初始
和P3
初始
，P2
初始
和P3
初始
的位置数据差值即为红外特征靶标初始间隔距离；
[0022]7)智能摄像机进入监测状态，分别对山体滑坡及山体裂缝进行监测；
[0023]对山体滑坡监测：智能摄像机按照设置的采样频率监测红外特征靶标的实时位置信息P1并采集红外特征靶标处的山体图像信息，若智能摄像机与红外特征靶标的相对位置发生变化时，智能摄像机对红外特征靶标相对于智能摄像机的相对位置信息进行解算分析，计算出红外特征靶标相对于智能摄像机的实时相对位移变化值及相对位移变化速率，当相对位移变化值超过预设滑动位移阈值或其相对位移变化速率超过预设的滑动速率阈值时，电控系统将智能摄像机采集到的山体图像信息、红外特征靶标位置信息及解算分析的结果发送至云端，并向远程控制设备发出报警提醒；
[0024]对山体裂缝监测：智能摄像机按照设置的采样频率监测红外特征靶标的实时位置信息P2、P3并采集红外特征靶标处的裂缝图像信息，P2和P3的位置数据差值即为裂缝开裂两侧的特征靶标之间的实时间隔距离，用实时间隔距离与初始间隔距离做差值，当两者的差值超出预设的裂缝宽度阈值时，电控系统将智能摄像机采集到的裂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的山体灾害预警监测装置，包括智能摄像机(1)、电控系统(2)、控制设备(3)及特征靶标(Q)，其特征在于：所述特征靶标(Q)安装在地勘报告中指出的山体滑坡最危险区域内及山体出现的裂缝两侧；所述智能摄像机(1)安装在山体滑动区域内，且能观测到所辖待测区域内安装的所述特征靶标(Q)，所述智能摄像机(1)内置嵌入式软件算法，能实时采集用于监测山体滑坡和山体裂缝的特征靶标(Q)安装位置处的图像信息，且能监测所述特征靶标(Q)的位置信息并对所述位置信息进行解算分析；电控系统(2)安装在智能摄像机(1)周边，与智能摄像机(1)连接，为智能摄像机(1)供电，并将智能摄像机(1)采集到的图像信息、位置信息及解算分析的结果通过网络的方式传输至云端供连接网络的远程控制设备(3)查阅，远程控制设备(3)通过网络与电控系统(2)进行信息交互。2.如权利要求1所述的山体灾害预警监测装置，其特征在于：所述特征靶标(Q)包括用于监测山体滑坡的特征靶标(Q1)，所述智能摄像机(1)监测所述特征靶标(Q1)的位置信息并采集特征靶标(Q1)处的山体图像信息，若智能摄像机(1)与特征靶标(Q1)的相对位置发生变化时，智能摄像机(1)对特征靶标(Q1)相对于智能摄像机(1)的相对位置信息进行解算分析，计算出特征靶标(Q1)相对于智能摄像机(1)的实时相对位移变化值及相对位移变化速率，当相对位移变化值超过预设滑动位移阈值或其相对位移变化速率超过预设的滑动速率阈值时，电控系统(2)将智能摄像机(1)采集到的山体图像信息、特征靶标(Q1)位置信息及解算分析的结果发送至云端，并向远程控制设备(3)发出报警提醒。3.如权利要求2所述的山体灾害预警监测装置，其特征在于：所述远程控制设备(3)调取报警时间段内的智能摄像机(1)采集到的山体图像信息，亦可远程与电控系统(2)进行信息交互获取最新的山体图像信息以进一步确定山体滑坡存在的风险。4.如权利要求2所述的山体灾害预警监测装置，其特征在于：所述滑动位移阈值与滑动速率阈值依据山体所处地理位置及当地环境进行确定。5.如权利要求1所述的山体灾害预警监测装置，其特征在于：所述特征靶标(Q)包括用于监测山体裂缝开裂程度并安装于裂缝开裂两侧的特征靶标(Q2、Q3)，所述智能摄像机(1)监测所述特征靶标(Q2、Q3)的位置信息并采集特征靶标(Q2、Q3)处的裂缝图像信息，若裂缝开裂两侧的特征靶标(Q2、Q3)之间的绝对位置发生变化时，智能摄像机(1)对裂缝开裂两侧的特征靶标(Q2、Q3)之间的绝对位置信息进行解算分析，计算出裂缝开裂两侧的特征靶标(Q2、Q3)之间的实时间隔距离，用实时间隔距离与初始间隔距离做差值，当两者的差值超出预设的裂缝宽度阈值时，电控系统(2)将智能摄像机(1)采集到的裂缝图像信息、特征靶标(Q2、Q3)位置信息及解算分析的结果发送至云端，并向远程控制设备(3)发出报警提醒。6.如权利要求5所述的山体灾害预警监测装置，其特征在于：所述远程控制设备(3)调取报警时间段内的智能摄像机(1)采集到的裂缝图像信息，亦可远程与电控系统(2)进行信息交互获取最新的裂缝图像信息以进一步确定裂缝开裂存在的风险。7.如权利要求5所述的山体灾害预警监测装置，其特征在于：所述裂缝宽度阈值依据山体所处地理位置及当地环境进行确定。8.如权利要求1-7中任一项所述的山体灾...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爽，徐辉，姚鸿梁，
申请(专利权)人：上海同禾工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：