[發明專利]智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測系統及其方法

在審

• 申請號: 201710572932.7
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107330890A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 陳志宏;陳添丁;過思甸;林添成;黃成;李晗;何建順
• 申請（專利權）人: 漳州市東方智能儀表有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙)33277
• 代理人: 張媛

1.智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測系統，其特征在于：在監測區設置可發光的標定板做遠距離投射，在穩定場點架設帶有MCU模塊的攝像機，攝像機完成遠距離投射三個光點的圖像提取，監測到三點的位移變化，經由MCU運算后，由RS485與Zigbee傳輸接口將監測結果回傳至遠程終端。

2.如權利要求1所述的智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測系統，其特征在于：所述的遠程終端系統接收并存取監測端點的數據，再將這些數據由網絡上傳至網頁實時查詢接口。

3.如權利要求1所述的智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測系統，其特征在于：所述的標定板發光源采用LED燈。

4.如權利要求1所述的智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測系統，其特征在于：所述的一塊標定板上設置9個LED燈，以3列3行方式布設。

5.智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測方法，其特征在于：通過穩定場點架設的攝像機提取監測區標定板上的三個光點圖形數據，經過MCU運算后，三個光點位移數據由RS485與Zigbee傳輸接口將監測結果回傳至遠程終端。

6.如權利要求5所述的智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測方法，其特征在于：所述的MCU運算方式采用直角三點標定法，在標定板上布設多個亮點，多個亮點形成不少于兩個直角三角形。

7.如權利要求6所述的智能視覺的三維地質滑動崩塌實時監測方法，其特征在于：所述的直角三點標定法中，利用三點形成的世界坐標系，直角頂點為世界坐標的原點，三點在世界坐標的位置分別為A(0,0,0)、B(X_wb,0,0)、C(0,Y_wc,0)。令a、b、c為A、B、C三點的圖像，它們在圖像坐標的位置分別為：(x_a0,y_a0)、(x_b0,y_b0)、(x_c0,y_c0)，依針孔成像理論，假設在成像面上a點不動，b與c沿光線分別移動至b₁和c₁，Z_c方向的移動量分別為：z_b1和z_c1，使ab₁與ac₁分別平行AB與AC，所以△ab₁c₁與△ABC相似且平行，則b₁和c₁的圖像坐標為：

xb1=xb0zb1+ffyb1=yb0zb1+ff]]>

xc1=xc0zc1+ffyc1=yc0zc1+ff---(1)]]>

因為ab₁⊥ac₁，所以

(x_b1-x_a0)(x_c1-x_a0)+(y_b1-y_a0)(y_c1-y_a0)+z_b1z_c1＝0 (2)

又Δab₁c₁與ΔABC相似，可得

ab1‾ac1‾=AB‾AC‾---(3)]]>

因此

(xb1-xa0)2+(yb1-ya0)2+zb12(xc1-xa0)2+(yc1-ya0)2+zc12=xwb2ywc2---(4)]]>

將(1)式代至(2)式與(4)式，解非線性聯立方程式z_b1和z_c1的解，刪除其中的復數解及不適合的解，即可求得適合的z_b1和z_c1解。

由于Δab₁c₁與ΔABC相似的特性，很容易可得到A、B、C三點在攝影機坐標系的位置，分別為

x_cA＝px_a0＝t_x y_cA＝py_a0＝t_yz_cA＝pf＝t_z

x_cB＝px_b1 y_cB＝py_b1 z_cB＝p(f+z_b1)

x_cC＝px_c1 y_cC＝py_c1 z_cC＝p(f+z_b1)

其中p為Δab₁c₁與ΔABC相似三角形的比例，X_cA、Y_cA、Z_cA即是相機參數中的平移向量t(t_x,t_y,t_z)也是我們所要求的位移量。

經由直角三點的方法可求得第一張標定板的位移向量為：

t＝[t_x t_y t_z]

以及第二張照片標定板的位移向量為：

t₁＝[t_x1 t_y1 t_z1]

因此我們可求得地質滑動的位移量

ΔT=ΔtxΔtyΔtz=(tx1-tx)(ty1-ty)(tz1-tz).]]> 2