[發(fā)明專(zhuān)利]危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510168049.2
• 申請(qǐng)日: 2015-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104751603B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃河;閻宗嶺;李海平;柴賀軍;杜孟秦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G08B21/10
• 分類(lèi)號(hào): G08B21/10;H04N7/18
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11308
• 代理人: 周維鋒

1.危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括危巖體變形監(jiān)控設(shè)備、圖像采集與分析裝置、云端服務(wù)器和報(bào)警裝置，所述危巖體變形監(jiān)控設(shè)備安裝于待測(cè)危巖體上部后緣，用于監(jiān)測(cè)待測(cè)危巖體上部裂縫變形情況并將裂縫變形情況發(fā)送到圖像采集與分析裝置，所述待測(cè)危巖體上部裂縫變形監(jiān)測(cè)包括危巖體的突發(fā)變形和緩慢變形的數(shù)值變化；

所述圖像采集與分析裝置，用于對(duì)待測(cè)危巖體整體變形進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻采集，并對(duì)所采集的危巖體變形圖像進(jìn)行分析，將分析后的數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器；

所述報(bào)警裝置用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的報(bào)警命令，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，所述圖像采集與分析裝置包括攝像裝置、圖像分析裝置和圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述攝像裝置、圖像分析裝置和圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置順次連接，所述攝像裝置至少包括兩個(gè)激光攝像頭，其中一個(gè)激光攝像頭對(duì)待測(cè)危巖體上部進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)，另一個(gè)激光攝像頭對(duì)待測(cè)危巖體下部的道路進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)；

圖像分析裝置，用于對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；

圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置，用于將分析和處理后的圖像數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，

所述圖像分析裝置包括視景采樣模塊，用于將危巖體作為目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行視頻圖像采集；

參數(shù)提取模塊，用于提取所述采集危巖體視頻圖像特征；

特征提取匹配識(shí)別模塊，用于將所述提取的視頻圖像特征與模板庫(kù)中存儲(chǔ)的前一時(shí)刻的圖像特性進(jìn)行匹配對(duì)比；

重點(diǎn)區(qū)域參數(shù)提取模塊，用于提取重點(diǎn)區(qū)域的圖像特征；

SVM識(shí)別模塊，采用支持向量機(jī)來(lái)構(gòu)造分類(lèi)器，再將所述分類(lèi)器進(jìn)行并聯(lián)，將多個(gè)分類(lèi)器的輸出結(jié)果融合，輸出特征識(shí)別結(jié)果；

特征擬合識(shí)別結(jié)果模塊，用于將SVM識(shí)別模塊輸出的特征識(shí)別結(jié)果與對(duì)比圖像特征進(jìn)行擬合對(duì)比，判斷出危巖體裂縫變形數(shù)值；

所述視景采樣模塊、參數(shù)提取模塊、特征提取匹配識(shí)別模塊、重點(diǎn)區(qū)域參數(shù)提取模塊、SVM識(shí)別模塊和特征擬合識(shí)別結(jié)果模塊順次連接。

2.如權(quán)利要求1所述的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述危巖體變形監(jiān)控設(shè)備包括突發(fā)變形監(jiān)控設(shè)備和緩慢變形數(shù)值變化監(jiān)控設(shè)備。

3.如權(quán)利要求1所述的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述報(bào)警裝置內(nèi)部設(shè)有無(wú)線接收模塊用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的命令。

4.一種危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：確定監(jiān)測(cè)區(qū)域，在監(jiān)測(cè)區(qū)域的危巖體上安裝危巖體變形監(jiān)控設(shè)備，對(duì)危巖體的緩慢變形的數(shù)值變化和突發(fā)變形進(jìn)行監(jiān)控，在所述危巖體的對(duì)面安裝圖像采集與分析裝置，對(duì)危巖體整體變形進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)，如危巖體變形監(jiān)控設(shè)備和/或圖像采集與分析裝置監(jiān)測(cè)到危巖體發(fā)生突發(fā)變形出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，則執(zhí)行S2；如監(jiān)測(cè)到緩慢變形未出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，則執(zhí)行S3；

S2：危巖體變形監(jiān)控設(shè)備和圖像采集與分析裝置將突發(fā)變形圖像上傳到云端服務(wù)器，并標(biāo)記出異常區(qū)域，云端服務(wù)器將報(bào)警命令發(fā)送到報(bào)警裝置，報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

S3：圖像采集與分析裝置根據(jù)圖像分析估算法計(jì)算出緩慢變形數(shù)值，所述圖像采集與分析裝置包括攝像裝置，所述攝像裝置包括至少兩個(gè)激光攝像頭，其中一個(gè)激光攝像頭對(duì)危巖體上部進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)，另一個(gè)激光攝像頭對(duì)危巖體下部的道路進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)；

圖像分析裝置，用于對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；

圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置，用于將分析和處理后的圖像數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，所述S3中所述圖像分析估算法具體包括以下步驟：

S301：圖像采集與分析裝置對(duì)前一時(shí)刻攝像裝置對(duì)危巖體的采集的圖像進(jìn)行特征分析，將獲取到危巖體的顏色、紋理、形狀和結(jié)構(gòu)特征保存在模板庫(kù)中成為對(duì)比圖像，

S302：攝像裝置再次采集危巖體圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行特征分析，與所述模板庫(kù)中的對(duì)比圖像進(jìn)行特征匹配對(duì)比，如果匹配對(duì)比成功，則找到危巖體的關(guān)鍵參數(shù)信息；

S303：對(duì)所述危巖體上部的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，與所述模板庫(kù)中的對(duì)比圖像進(jìn)行SVM分類(lèi)判斷，實(shí)現(xiàn)特征擬合并判斷出危巖體裂縫變形數(shù)值。

5.如權(quán)利要求4所述的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于：所述危巖體變形監(jiān)控設(shè)備包括突發(fā)變形監(jiān)控設(shè)備和緩慢變形數(shù)值變化監(jiān)控設(shè)備。

6.如權(quán)利要求4所述的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于：所述報(bào)警裝置內(nèi)部設(shè)有無(wú)線接收模塊用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的命令。