[發明專利]一種基于攝影測量與激光測距的干灘監測方法

有效

• 申請號: 201911380099.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111060918B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 熊明輝
• 申請（專利權）人: 中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 閔亞紅;周曉艷

本發明提供了一種基于攝影測量與激光測距的干灘監測方法。包括以下步驟：步驟一：利用遠程自動拍照系統，校正工業相機，定期拍攝干灘相片；步驟二：根據干灘相片，利用水線自動識別算法，精確水線的位置；步驟三：利用精準控制伺服系統，調整激光測距裝置的角度，使得激光測距裝置對準所識別到的精確水線位置；步驟四：激光測距裝置自動測量水線到激光鏡頭的距離，通過幾何換算得到干灘長度。本發明集成了圖像識別、激光測距、精準控制伺服系統；通過自動識別水線，精準控制伺服系統調整激光測距裝置角度，激光測距裝置自動測量水線到激光鏡頭的距離，實現了干灘長度的自動化測量。

技術領域

本發明涉及干灘監測技術領域，具體涉及一種基于攝影測量與激光測距的干灘監測方法。

背景技術

尾礦庫是指筑壩攔截谷口或圍地構成的，用以堆存金屬或非金屬礦山進行礦石選別后排出尾礦或其他工業廢渣的場所。尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，存在潰壩危險，一旦失事，容易造成重特大事故。目前，我國尾礦庫數量多、分布廣，許多尾礦庫已運行了多年，庫容量在逐漸減小，抵制自然災害的能力不斷下降，安全隱患日益增多。尾礦庫的安全關系到其影響區域內人民生命財產及環境的安全，故而搞好尾礦庫的安全監測意義重大。然而，許多尾礦庫管理由于檢測監控系統不完備、檢測監控技術落后，專業檢測人員缺乏等原因，有些處在無檢測監控狀態，有些雖有人工定期用傳統儀器到現場進行測量，但受天氣、人工、現場條件等諸多因素的影響，存在一定的系統誤差和人工誤差，這些都影響著尾礦庫的安全生產和安全管理水平。因此，采用現代通信、攝影測量及計算機技術實現對尾礦庫監測指標數據實時、自動監測，是對尾礦庫的安全監管一條必由之路。

尾礦庫干灘長度的測定，視壩長及水邊線彎曲情況，選干灘長度較短處布置1～3個斷面。測量斷面應垂直于壩軸線布置，在幾個測量結果中，選最小者作為該尾礦庫的沉積灘干灘長度。根據尾礦庫實際的地形、水位和尾礦沉積灘面，對尾礦庫防洪能力進行復核，確定尾礦庫安全超高和最小干灘長度是否滿足設計要求。

干灘監測內容包括灘頂高程、干灘長度、干灘坡度。灘頂標高指沉積灘面與堆積壩外坡的交線,為沉積灘的最高點；干灘長度指由灘頂至庫內水邊長的水平距離。設計最高洪水位時的灘長稱作最小灘長。

現有的干灘監測是采用紅外熱像技術、多目視覺技術、攝影測量技術的全自動非接觸式監測。此方法是在壩體合適位置安裝雙目視覺儀，通過對最初壩體和干灘像素特性的預設置，將定期獲取視頻圖像通過軟件內包含的雙目視覺技術、攝影測量技術自動解算像素，同時結合紅外熱像技術得到灘頂高程和干灘長度，進而計算出干灘坡度。

(1)圖像分析技術

在壩體架設兩臺雙目視覺儀，利用光學攝像機拍攝的現場干灘照片，將兩張照片進行校準，經過圖像分析處理得到干灘水際線輪廓，將得到的水際線輪廓與預先設定的參數進行算法處理，得到實際水線距離，即干灘長度。

(2)雙目視覺技術

同時通過雙目視覺技術：兩個雙目視覺儀是平行且等距進行固定的，模擬人眼結構。兩個探頭同一時間拍攝的像片通過攝影測量技術，能夠構建出真實的三維立體場景，如果在視野內有絕對參考物體，則可得出三維立體圖內任意一點的絕對位置。此技術輔助上述圖像分析原理更加真實可靠的得到干灘相應參數。

現有的監測系統通過圖像分析方法得到的水線準確度不高，圖像非正射影像，在進行算法處理時誤差較大。雙目視覺技術，在特征明顯，距離較近的目標，能夠準確測距，尾礦庫水線一般情況離灘頂距離較遠，長達幾十米到數百米，這樣建立起來的三維模型基本不具備參考意義，誤差也較大。

綜上所述，急需一種基于攝影測量與激光測距的干灘監測方法以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于攝影測量與激光測距的干灘監測方法，以解決干灘長度測量的問題。