[發明專利]基于數字圖像相關技術的智能形變監測網關、系統及方法

在審

• 申請號: 202210022170.4
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114363123A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 彭波;陳衛紅
• 申請（專利權）人: 北京智博聯科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04W88/16;G06T7/70;G06T7/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 胡樂

本發明公開了一種基于數字圖像相關技術的智能形變監測網關、系統及方法，形變監測網關包括中央控制單元、多個USB接口及網口、電源管理模塊、DIC計算模塊、緩存模塊和報警模塊，所述多個USB接口及網口、所述電源管理模塊、所述DIC計算模塊、所述緩存模塊和所述報警模塊均與所述中央控制單元電連接；本發明在傳統網關的基礎功能之上增加了基于數字圖像相關(DIC)技術的智能形變監測功能，降低數字圖像監測的成本，增強計算及報警的實時性，將有利于數字圖像監測技術在各種形變或位移監測領域的推廣使用。

技術領域

本發明涉及數字圖像檢測技術領域，具體涉及一種基于數字圖像相關技術的智能形變監測網關、系統及方法。

背景技術

高精度數字圖像檢測是一種基于計算機視覺原理、數字圖像處理和數值計算的、非接觸、非干涉、全場變形光學測量方法。以其非接觸、高精度、方便快捷、平臺擴展性強、與人工智能技術銜接良好等優勢，在工程結構檢測領域呈現出越來越廣泛的應用前景。

請參閱圖1，目前用于數字圖像檢測的系統由硬件設備(主要包括筆記本電腦、數字圖像采集儀、光源等)及數字圖像測量軟件組成。在進行現場檢測時，首先通過數字圖像采集儀按照一定的采集頻率對測試對象(試件)進行數字圖像的采集，然后通過專用數據線實時傳送給筆記本電腦，由專業的基于DIC技術的數字圖像測量軟件對采集到的圖像進行分析得到測試對象(試件)上的靶點(測點或目標點)不同時間點的形變或位移信息(即時程曲線)。

為了將數字圖像檢測技術應用于長期監測，采用物聯網技術實現數字圖像的遠程傳輸，將數字圖像采集儀采集到的圖像上傳到云端，應用云計算技術，在云平臺端實現靶點形變或位移計算。

雖大幅減小了現場設備的硬件成本開銷，但仍然存在以下缺點：

(1)帶寬壓力大：由于攝像頭采集像素高，通常會大于500萬，單張圖片文件即使壓縮也會接近1M，有的甚至達到3M以上，當采集攝像頭數量達到一定數量(如幾千)時，即使采集頻率不高，需要的網絡帶寬也相當大；

(2)計算壓力大：當接入的數字圖像采集儀數量較多時，上傳到云端的圖片數量增多，采用云平臺集中進行分析計算，將導致計算壓力大；

(3)接收圖片異常：目前數字圖像采集儀只支持FTP方式上傳，在網絡不好，或者處于上傳競爭狀態下，圖像偶爾會出現接入不完整的情況；

(4)運營成本高：上傳云端的圖片數量多，耗費的流量多，對網絡帶寬、云平臺的存儲容量及運算性能等要求增加，從而導致正常運營成本增加；

(5)實時性比較差：數字圖像采集儀采集圖片后需要通過3G/4G等網絡上傳到云平臺，再由云平臺在后臺進行分析計算得到靶點的形變或位移，整個過程需要10幾秒到幾十秒不等(與現場的網絡情況及云平臺的運算性能相關)；

(6)工程實施設置測點不方便：既要有實施人員在現場設置測點和標定尺，又要有維護人員登錄云平臺進行遠程標定。

發明內容

為此，本發明實施例提供一種基于數字圖像相關技術的智能形變監測網關、系統及方法，以解決現有技術存在的帶寬和計算壓力大、接收圖片異常、運營成本高、實時性比較差和工程實施設置測點不方便的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

第一方面，一種基于數字圖像相關技術的智能形變監測網關，包括中央控制單元、多個USB接口及網口、電源管理模塊、DIC計算模塊、緩存模塊和報警模塊，所述多個USB接口及網口、所述電源管理模塊、所述DIC計算模塊、所述緩存模塊和所述報警模塊均與所述中央控制單元電連接；

所述多個USB接口及網口，用于與多臺圖像采集儀連接并接收多臺圖像采集儀采集到的圖像；

所述電源管理模塊，用于給多臺圖像采集儀供電并分別控制多臺圖像采集儀的開啟和關閉；