基于数字图像相关技术的智能形变监测终端、系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字图像相关技术的智能形变监测终端、系统及方法，形变监测终端包括中央控制单元、图像采集模块、图像处理模块、DIC计算模块、缓存模块、电源管理模块和报警模块，所述图像采集模块、所述图像处理模块、所述DIC计算模块、所述缓存模块、所述电源管理模块和所述报警模块均与所述中央控制单元电连接；本发明专利技术将网关与多个摄像头模组集成为一体，继承了监测网关的所有优点，更适于单点部署。点部署。点部署。

【技术实现步骤摘要】
基于数字图像相关技术的智能形变监测终端、系统及方法


[0001]本专利技术涉及数字图像检测
，具体涉及一种基于数字图像相关技术的智能形变监测终端、系统及方法。

技术介绍

[0002]高精度数字图像检测是一种基于计算机视觉原理、数字图像处理和数值计算的、非接触、非干涉、全场变形光学测量方法。以其非接触、高精度、方便快捷、平台扩展性强、与人工智能技术衔接良好等优势，在工程结构检测领域呈现出越来越广泛的应用前景。
[0003]请参阅图1，目前用于数字图像检测的系统由硬件设备(主要包括笔记本电脑、数字图像采集仪、光源等)及数字图像测量软件组成。在进行现场检测时，首先通过数字图像采集仪按照一定的采集频率对测试对象(试件)进行数字图像的采集，然后通过专用数据线实时传送给笔记本电脑，由专业的基于DIC技术的数字图像测量软件对采集到的图像进行分析得到测试对象(试件)上的靶点(测点或目标点)不同时间点的形变或位移信息(即时程曲线)。
[0004]为了将数字图像检测技术应用于长期监测，采用物联网技术实现数字图像的远程传输，将数字图像采集仪采集到的图像上传到云端，应用云计算技术，在云平台端实现靶点形变或位移计算。
[0005]虽大幅减小了现场设备的硬件成本开销，但仍然存在以下缺点：
[0006](1)带宽压力大：由于摄像头采集像素高，通常会大于500万，单张图片文件即使压缩也会接近1M，有的甚至达到3M以上，当采集摄像头数量达到一定数量(如几千)时，即使采集频率不高，需要的网络带宽也相当大；
[0007](2)计算压力大：当接入的数字图像采集仪数量较多时，上传到云端的图片数量增多，采用云平台集中进行分析计算，将导致计算压力大；
[0008](3)接收图片异常：目前数字图像采集仪只支持FTP方式上传，在网络不好，或者处于上传竞争状态下，图像偶尔会出现接入不完整的情况；
[0009](4)运营成本高：上传云端的图片数量多，耗费的流量多，对网络带宽、云平台的存储容量及运算性能等要求增加，从而导致正常运营成本增加；
[0010](5)实时性比较差：数字图像采集仪采集图片后需要通过3G/4G等网络上传到云平台，再由云平台在后台进行分析计算得到靶点的形变或位移，整个过程需要10几秒到几十秒不等(与现场的网络情况及云平台的运算性能相关)；
[0011]工程实施设置测点不方便：既要有实施人员在现场设置测点和标定尺，又要有维护人员登录云平台进行远程标定。

技术实现思路

[0012]为此，本专利技术实施例提供一种基于数字图像相关技术的智能形变监测终端、系统及方法，以解决现有技术存在的带宽和计算压力大、接收图片异常、运营成本高、实时性比
较差和工程实施设置测点不方便的问题。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0014]第一方面，一种基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，包括中央控制单元、图像采集模块、图像处理模块、DIC计算模块、缓存模块、电源管理模块和报警模块，所述图像采集模块、所述图像处理模块、所述DIC计算模块、所述缓存模块、所述电源管理模块和所述报警模块均与所述中央控制单元电连接；
[0015]所述图像采集模块包含多个，多个所述图像采集模块分别用于采集测试对象图像；
[0016]所述图像处理模块，用于对多个所述图像采集模块采集到的图像进行处理并将处理完的图像存入所述缓存模块；
[0017]所述DIC计算模块，用于对所述图像处理模块处理后的图像进行实时分析计算，得到测试对象上各测点的形变或位移；
[0018]所述缓存模块，用于循环保存若干张图像及形变或位移计算结果，当各测点的形变或位移超出范围时，将对应的图像发送到云平台进行保存；
[0019]所述报警模块，用于当各测点的形变或位移超出范围时，进行声光报警；
[0020]所述中央控制单元，用于判断各测点的形变或位移是否超出范围，若形变或位移超过一定范围，则启动所述报警模块触发现场报警设备报警，并将保存在所述缓存模块中相应的图像上传至云平台；若形变或位移正常，则切断所述图像采集模块的电源；
[0021]所述电源管理模块，用于给多个所述图像采集模块供电并控制多个所述图像采集模块的开启和关闭。
[0022]作为优选，所述图像采集模块为摄像头模组。
[0023]作为优选，所述中央控制单元为ARM架构的最小化工控主板。
[0024]作为优选，所述缓存模块为Flash缓存。
[0025]作为优选，还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述中央控制单元电连接，用于将图像或者分析计算结果上传至云平台。
[0026]作为优选，还包括GPS模块，所述GPS模块与所述中央控制单元电连接，用于获取GPS信息。
[0027]作为优选，还包括WIFI模块，所述WIFI模块与所述中央控制单元电连接，用于建立与现场实施APP之间的WIFI连接。
[0028]作为优选，所述无线通讯模块、所述GPS模块或所述WIFI模块外接天线。
[0029]第二方面，一种基于数字图像相关技术的智能形变监测系统，包括基于数字图像相关技术的智能形变监测终端、云平台和现场实施APP，所述形变监测终端通过无线通讯模块和WIFI模块分别与所述云平台和所述现场实施APP连接；
[0030]所述现场实施APP用于获取所述形变监测终端采集到的图像，并设置各个参数，将各个参数传输至所述形变监测终端和所述云平台；
[0031]所述形变监测终端，用于从所述云平台获取图像采集参数并进行图像采集，将采集到的图像进行DIC分析，得到测试对象上各测点的形变或位移，判断各测点的形变或位移是否超出范围，若形变或位移超过一定范围，则启动所述报警模块触发现场报警设备报警，并将保存的相应图像上传至所述云平台；若形变或位移正常，则将分析结果传输至所述云
平台；
[0032]所述云平台，用于保存所述现场实施APP和所述形变监测终端发送的各个数据，当测点形变或位移超过一定范围，发送报警信息至用户手机。
[0033]第三方面，一种基于数字图像相关技术的智能形变监测方法，包括：
[0034]从云平台获取图像采集参数；
[0035]控制图像采集模块开启并开始采集图像；
[0036]对采集到的图像进行拼接、融合处理并获取GPS信息，将处理后的图像和获取的GPS信息进行保存；
[0037]对处理后的图像进行DIC分析，得到各测点的形变或位移结果，将结果保存并上传至云平台；
[0038]判断形变或位移是否超出范围；
[0039]若形变或位移超过一定范围，则启动报警模块触发现场报警设备报警，并将保存的相应图像上传至所述云平台；
[0040]若形变或位移正常，则断开所述图像采集模块并进入休眠状态开始计时。
[0041]本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提供一种基于数字图像相关技术的智能形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，其特征在于，包括中央控制单元、图像采集模块、图像处理模块、DIC计算模块、缓存模块、电源管理模块和报警模块，所述图像采集模块、所述图像处理模块、所述DIC计算模块、所述缓存模块、所述电源管理模块和所述报警模块均与所述中央控制单元电连接；所述图像采集模块包含多个，多个所述图像采集模块分别用于采集测试对象图像；所述图像处理模块，用于对多个所述图像采集模块采集到的图像进行处理并将处理完的图像存入所述缓存模块；所述DIC计算模块，用于对所述图像处理模块处理后的图像进行实时分析计算，得到测试对象上各测点的形变或位移；所述缓存模块，用于循环保存若干张图像及形变或位移计算结果，当各测点的形变或位移超出范围时，将对应的图像发送到云平台进行保存；所述报警模块，用于当各测点的形变或位移超出范围时，进行声光报警；所述中央控制单元，用于判断各测点的形变或位移是否超出范围，若形变或位移超过一定范围，则启动所述报警模块触发现场报警设备报警，并将保存在所述缓存模块中相应的图像上传至云平台；若形变或位移正常，则切断所述图像采集模块电源；所述电源管理模块，用于给多个所述图像采集模块供电并控制多个所述图像采集模块的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，其特征在于，所述图像采集模块为摄像头模组。3.根据权利要求1所述的基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，其特征在于，所述中央控制单元为ARM架构的最小化工控主板。4.根据权利要求1所述的基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，其特征在于，所述缓存模块为Flash缓存。5.根据权利要求1所述的基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，其特征在于，还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述中央控制单元电连接，用于将图像或者分析计算结果上传至云平台。6.根据权利要求1所述的基于数字图像相关技术的智能形变监测终端，其特征在于，还包括GPS模块，所述GPS模块与所述中央控制单元电连接，用于获取GPS...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭波，陈卫红，
申请(专利权)人：北京智博联科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：