[發(fā)明專利]一種基于圖像視頻的工程測量在線標定方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112964192A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 胡運兵;康躍明;馬代輝;劉文伍
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 重慶強大凱創(chuàng)專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 陳家輝

本發(fā)明涉及工程測量技術領域，具體為一種基于圖像視頻的工程測量在線標定系統(tǒng)，包括全站儀、控制點、攝影機、圖像處理模塊和空間構(gòu)建模塊；所述控制點用于定位邊坡上的監(jiān)測點的位置；所述全站儀用于測量各個控制點之間的位置關系；所述攝影機用于對邊坡上的控制點進行拍攝；所述圖像處理模塊用于提取圖像信息；所述空間構(gòu)建模塊用于構(gòu)建控制點的三維空間坐標系。本方案基于數(shù)字化的圖像處理技術，結(jié)合原有的亞像素定位技術，實現(xiàn)了對邊坡的高精度監(jiān)測。

技術領域

本發(fā)明涉及工程測量技術領域，具體為一種基于圖像視頻的工程測量在線標定方法及系統(tǒng)。

背景技術

在天然情況下，由于山體邊坡的巖性及地質(zhì)構(gòu)造、地形外貌和水文及降雨情況等因素，邊坡常常會發(fā)生各種各樣的破壞，例如崩塌、滑坡以及由邊坡失穩(wěn)引起的邊坡位移。這些邊坡破壞的危害是極大的。當?shù)匦屋^陡、山體的巖土體比較松軟、破碎，尤其是順坡方向巖層裂縫較多的地方時，邊坡很容易發(fā)生山體滑坡或山體崩塌等破壞，而這種情況不僅會造成一定范圍內(nèi)的人員傷亡、財產(chǎn)損失，還會對附近道路交通造成嚴重威脅。

為了防患于未然，在一些不適于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場合通常都采取了一些監(jiān)測措施，目前針對邊坡進行監(jiān)測的方法多是設置監(jiān)測點，通過分析監(jiān)測點數(shù)據(jù)來監(jiān)測邊坡的位移變形、應力結(jié)構(gòu)和地下滲流，這些方法均是在邊坡內(nèi)部埋置應變或傳感裝置，通過關計算機軟件等輔助手段檢測邊坡的穩(wěn)定性，都在不同程度上存在專業(yè)化程度高、成本高、精度低和危險性大等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種基于圖像視頻的工程測量在線標定方法及系統(tǒng)，以提供高精度的坡面情況監(jiān)測。

本發(fā)明提供的基礎方案：一種基于圖像視頻的工程測量在線標定系統(tǒng)，其特征在于，包括全站儀、控制點、攝影機、圖像處理模塊和空間構(gòu)建模塊；

所述控制點用于定位邊坡上監(jiān)測點的位置；所述全站儀用于測量各個控制點之間的位置關系；所述攝影機用于對邊坡上的控制點進行圖像拍攝；所述圖像處理模塊用于提取圖像信息；所述空間構(gòu)建模塊用于構(gòu)建邊坡的三維空間坐標系。

本發(fā)明的原理及優(yōu)點在于：本方案中通過在邊坡上布設控制點，使用攝影機獲取邊坡上控制點的圖片，然后通過圖像處理模塊提取圖像信息并使用全站儀測量出各個控制點之間的位置關系，再根據(jù)提取的圖像信息和各個控制點之間的位置關系來構(gòu)建邊坡的三維空間坐標系。本方案基于數(shù)字化的圖像處理技術來實現(xiàn)邊坡的高精度測量，只需使用攝影機從不同角度和不同位置來拍攝邊坡上的控制點圖像就能完成測量，不僅測量方便、耗時短，而且并不會隨著控制點的增加而額外增加測量時間，在具備高精度測量的同時還實現(xiàn)了邊坡監(jiān)測設備的便攜性。

進一步，所述圖像處理模塊還包括圖像預處理模塊和控制點處理模塊；

所述圖像預處理模塊用于對邊坡的圖像進行降噪處理；

所述控制點處理模塊用于提取出控制點參數(shù)。

有益效果：通過對圖像進行降噪處理，減少提取控制點參數(shù)時來自數(shù)字圖像中噪聲的影響。

進一步，所述控制點處理模塊還包括控制點識別模塊和控制點提取模塊；

所述控制點識別模塊用于對控制點進行識別；

所述控制點提取模塊用于提取出控制點參數(shù)，所述控制點參數(shù)包括控制點的形狀、顏色、大小以及像點坐標。

有益效果：提取多個角度的控制點參數(shù)使得的測量更為全面。

進一步，所述空間構(gòu)建模塊包括參數(shù)讀取模塊和空間重構(gòu)模塊；

所述參數(shù)讀取模塊用于讀取基準參數(shù)，所述基準參數(shù)包括各個控制點的像點坐標；

所述空間重構(gòu)模塊用于根據(jù)各個控制點的像點坐標重構(gòu)三維空間坐標系并計算出每個控制點的坐標，所述三維空間坐標系的原點為全站儀所在位置。