[發明專利]基于雙目視覺的隧道洞口邊仰坡穩定性監測預警系統及方法

有效

• 申請號: 202011343109.7
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112330745B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 郭鴻雁;朱寶全;朱仁景;李洪林;方林;劉明坤;曹鵬;須民健;張世平;夏楊于雨
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司;中鐵建大橋工程局集團第三工程有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T15/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于雙目視覺的隧道洞口邊仰坡穩定性監測預警系統及方法，屬于隧道技術領域。該系統包括：固定安裝在待待監測區域網格內的紅外反光合作標志；雙目遠射工業相機；工控機；太陽能光伏板供電裝置；監測預警信息中心；紅外反光合作標志與待測點連為一體，跟隨待測點一起運動，使得待測點位移可視化；雙目遠射工業相機實時采集待測點的圖像信息；工控機植入圖像分析算法，實時獲取待測點相對相機測站位置的三維坐標，并根據測站位置的絕對坐標，還原待測點的絕對位置坐標，并將處理后的數據通過內置的遠程數據傳輸模塊傳輸至監測預警信息中心；監測預警信息中心實時展示隧道邊仰坡三維變形形態，同時向用戶發布預警信息。

技術領域

本發明屬于隧道技術領域，涉及基于雙目視覺的隧道洞口邊仰坡穩定性監測預警系統及方法。

背景技術

隧道洞口邊仰坡的穩定性問題一直是隧道建設運營期安全管控的重要部位與環節，目前常規的做法是人工水準測量、人工全站儀測量獲測量機器人自動測量，但這些方法已經不能滿足監測對大范圍、高密度、高頻頻率、數字化與智能化的需求，同時在時間上和空間上存在一定的監測空窗期與盲區，導致不必要的災害事故的發生，隨著圖像分析技術與雙目立體視覺技術的發展，使得隧道洞口邊仰坡實時三維形態測量變為可能，從而實現實時動態的監測預警。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于雙目視覺的隧道洞口邊仰坡穩定性監測預警系統及方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于雙目視覺的隧道洞口邊仰坡穩定性監測預警系統，該系統包括：

固定安裝在待待監測區域網格內的紅外反光合作標志；

雙目遠射工業相機；

工控機；

太陽能光伏板供電裝置；

監測預警信息中心；

紅外反光合作標志與待測點連為一體，跟隨待測點一起運動，使得待測點位移可視化；

雙目遠射工業相機實時采集待測點的圖像信息；

工控機植入圖像分析算法，實時獲取待測點相對相機測站位置的三維坐標，并根據測站位置的絕對坐標，還原待測點的絕對位置坐標，并將處理后的數據通過內置的遠程數據傳輸模塊傳輸至監測預警信息中心；

太陽能光伏板供電裝置為雙目遠射工業相機供電；

監測預警信息中心實時展示隧道邊仰坡三維變形形態，同時向用戶發布預警信息。

可選的，所述太陽能光伏板供電裝置包括依次連接光伏板、太陽能控制器和鋰電池。

可選的，所述雙目遠射工業相機包括依次連接的攝像機、視像采集模塊、嵌入式圖像數據處理模塊、通信模塊、存儲模塊、現場調試接口和視像數據處理終端；其中嵌入式圖像數據處理模塊與監測預警信息中心的中央控制模塊連接。

基于雙目視覺的隧道洞口邊仰坡穩定性監測預警方法，該方法包括以下步驟：

(1)確定監測范圍；縱向監測范圍為根據設計圖紙確定的淺埋區段，橫向監測范圍隧道底部向上45度擴散的監測區域；

(2)在確定的監測區域范圍劃分監測區域網格；

(3)在每一個監測區域的網格中心點布置一個反光合作標志，反光合作標志須與待監測部位的巖土牢固結合，協同變形；

(4)在隧道洞口對面獲側面坡體上選擇相對穩定，視場范圍能夠覆蓋整個監測區域的部位，用混凝澆筑監測測站的基座；

(5)在監測測站的基座上安裝雙目遠射工業相機；