[發明專利]基于圖像法的卵礫石輸移實時監測裝置、方法及系統

在審

• 申請號: 202111450532.1
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114061902A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 楊勝發;閆路遙;張鵬;田蜜;毛浩丞;胡江;肖毅;李文杰;金健靈;楊瑾;王永強;張燃鋼;謝青容;楊云棋
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01C11/00;G01N5/00;G01N15/02;G01N21/84;G01N29/14
• 代理公司: 重慶上義眾和專利代理事務所(普通合伙) 50225
• 代理人: 彭周

1.一種基于圖像法的卵礫石輸移實時監測裝置，其特征在于：包括上蓋板(1)、下蓋板(2)、拾音器(3)、壓力傳感器(4)、姿態傳感器(5)和攝像頭(6)，所述上蓋板(1)和下蓋板(2)相互圍合形成容納腔(1a)，所述拾音器(3)、壓力傳感器(4)、姿態傳感器(5)和攝像頭(6)均設置所述容納腔(1a)內，所述上蓋板(1)上設有透明的窗口(1b)，用于攝像頭(6)拍攝。

2.如權利要求1所述的基于圖像法的卵礫石輸移實時監測裝置，其特征在于：所述上蓋板(1)和下蓋板(2)采用金屬板，所述拾音器(3)固定裝設于上蓋板(1)上，其中所述上蓋板(1)作為諧振器與所述拾音器(3)配合使用，所述壓力傳感器(4)為多個，且壓力傳感器(4)設置容納腔(1a)的頂角處，且位于所述上蓋板(1)和下蓋板(2)之間起支撐作用，所述壓力傳感器(4)上端與所述上蓋板(1)剛性連接，所述壓力傳感器(4)的下端設有安裝座(4a)，所述安裝座(4a)與所述下蓋板(2)接觸。

3.如權利要求1所述的基于圖像法的卵礫石輸移實時監測裝置，其特征在于：所述攝像頭(6)固定裝設于下蓋板(2)上并位于所述窗口(1b)的正下方，且所述攝像頭(6)采用超廣角攝像頭。

4.如權利要求1所述的基于圖像法的卵礫石輸移實時監測裝置，其特征在于：所述上蓋板(1)和下蓋板(2)之間通過保護罩(7)圍合形成所述容納腔(1a)，所述拾音器(3)、壓力傳感器(4)、姿態傳感器(5)和攝像頭(6)均通過電線電性連接外接數據儲存器。

5.如權利要求4所述的基于圖像法的卵礫石輸移實時監測裝置，其特征在于：所述保護罩(7)上開設有通孔用于電線安裝，且所述通孔處、保護罩(7)與上蓋板(1)和下蓋板(2)連接處均作密封處理。

6.一種基于圖像法的卵礫石輸移實時監測方法，采用權利要求1-5任一項所述的監測裝置，其特征在于：包括如下步驟，

a、安裝：將監測裝置設置于觀測點的河道內并水平固定，然后將監測裝置通過線纜與岸上的電箱或計算機終端進行連接；

b、數據采集：通過拾音器(3)采集河底卵礫石輸移的音頻信息，通過壓力傳感器(4)采集上蓋板(1)在卵礫石輸移過程中承受的壓力信息，通過姿態傳感器(5)采集監測裝置本身的水平狀態信息，通過攝像頭(6)在拍攝區域內采集上蓋板(1)經過的卵石照片信息，獲得卵石圖像；

c、數據分析：通過聲學法將拾音器(3)采集的音頻信息進行計算分析得出卵石粒徑及卵石輸移量；同時通過壓力法將壓力傳感器(4)采集的卵石重量信息分析計算得出對應的卵石輸移量；通過攝像法將攝像頭(6)采集的卵石照片信息分析重構卵石的粒徑；

d、數據驗證：通過聲學法和壓力法計算的卵石輸移量進行比對驗證，同時通過攝像法分析計算得出的粒徑與聲學法計算得出的粒徑進行對比驗證，采用雙重驗證方法保證卵石輸移量監測的準確性。