危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]危巖崩塌一直以來(lái)都是影響道路安全、威脅周邊居民生命財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害，然而由于其存在突發(fā)性極強(qiáng)的特點(diǎn)，無(wú)法利用人工定期監(jiān)測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)危巖體的預(yù)警或者第一時(shí)間報(bào)警；現(xiàn)有的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多只能監(jiān)測(cè)存在明顯裂縫的危巖體，存在較大的監(jiān)測(cè)局限性；部分被動(dòng)監(jiān)測(cè)型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)在危巖體中下部掛網(wǎng)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，誤報(bào)漏報(bào)可能性較大，施工安裝難度大，并且監(jiān)管人員無(wú)法直觀(guān)了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際圖像情況。
[0003]綜上所述，有必要提供一種能結(jié)合危巖體變形監(jiān)控設(shè)備對(duì)危巖體的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，在出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及方法，采用危巖體變形監(jiān)控設(shè)備和圖像采集與分析裝置對(duì)危巖體的突發(fā)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確性高，施工安裝方便。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問(wèn)題:
本發(fā)明提供了一種危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng):包括危巖體變形監(jiān)控設(shè)備、圖像采集與分析裝置、云端服務(wù)器和報(bào)警裝置，所述危巖體變形監(jiān)控設(shè)備安裝于待測(cè)危巖體上部后緣，用于監(jiān)測(cè)待測(cè)危巖體上部裂縫變形情況并將裂縫變形情況發(fā)送到圖像采集與分析裝置，所述待測(cè)危巖體上部裂縫變形監(jiān)測(cè)包括危巖體的突發(fā)變形和緩慢變形的數(shù)值變化；
所述圖像采集與分析裝置，用于對(duì)待測(cè)危巖體整體變形進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻采集，并對(duì)所采集的危巖體變形圖像進(jìn)行分析，將分析后的數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器；
所述報(bào)警裝置用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的報(bào)警命令，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0006]進(jìn)一步，所述危巖體變形監(jiān)控設(shè)備包括突發(fā)變形監(jiān)控設(shè)備和緩慢變形數(shù)值變化監(jiān)控設(shè)備。
[0007]進(jìn)一步，所述圖像采集與分析裝置包括攝像裝置、圖像分析裝置和圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述攝像裝置、圖像分析裝置和圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置順次連接，所述攝像裝置至少包括兩個(gè)激光攝像頭，其中一個(gè)激光攝像頭對(duì)待測(cè)危巖體上部進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)，另一個(gè)激光攝像頭對(duì)待測(cè)危巖體下部的道路進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)；
圖像分析裝置，用于對(duì)所述視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；
圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置，用于將所述分析和處理后的圖像數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器。
[0008]進(jìn)一步，所述圖像分析裝置包括視景采樣模塊，用于將危巖體作為目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行視頻圖像米集；
參數(shù)提取模塊，用于提取所述采集危巖體視頻圖像特征； 特征提取匹配識(shí)別模塊，用于將所述提取的圖像特征與模板庫(kù)中存儲(chǔ)的前一時(shí)段的圖像特性進(jìn)行匹配對(duì)比；
重點(diǎn)區(qū)域參數(shù)提取模塊，用于提取重點(diǎn)區(qū)域的圖像特征；
SVM識(shí)別模塊，采用支持向量機(jī)來(lái)構(gòu)造分類(lèi)器，再將所述分類(lèi)器進(jìn)行并聯(lián)，將多個(gè)分類(lèi)器的輸出結(jié)果融合，輸出特征識(shí)別結(jié)果；
特征擬合識(shí)別結(jié)果模塊，用于將SVM識(shí)別模塊輸出的特征識(shí)別結(jié)果與對(duì)比圖像特征進(jìn)行擬合對(duì)比，判斷出危巖體裂縫變形數(shù)值。，
所述視景采樣模塊、參數(shù)提取模塊、特征提取匹配識(shí)別模塊、重點(diǎn)區(qū)域參數(shù)提取模塊、SVM識(shí)別模塊和特征擬合識(shí)別結(jié)果模塊順次連接。
[0009]進(jìn)一步，所述報(bào)警裝置內(nèi)部設(shè)有無(wú)線(xiàn)接收模塊用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的命令。
[0010]本發(fā)明還包括一種危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，具體包括以下步驟:
S1:確定監(jiān)測(cè)區(qū)域，在監(jiān)測(cè)區(qū)域的危巖體上安裝危巖體變形監(jiān)控設(shè)備，對(duì)危巖體的緩慢變形的數(shù)值變化和突發(fā)變形進(jìn)行監(jiān)控，在所述危巖體的對(duì)面安裝圖像采集與分析裝置，對(duì)危巖體整體變形進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)，如危巖體變形監(jiān)控設(shè)備和/或圖像采集與分析裝置監(jiān)測(cè)到危巖體發(fā)生突發(fā)變形出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，則執(zhí)行S2 ;如監(jiān)測(cè)到緩慢變形未出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，則執(zhí)行S3 ；
S2:危巖體變形監(jiān)控設(shè)備和圖像采集與分析裝置將突發(fā)變形圖像上傳到云端服務(wù)器，并標(biāo)記出異常區(qū)域，云端服務(wù)器將報(bào)警命令發(fā)送到報(bào)警裝置，報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)；
S3:圖像采集與分析裝置根據(jù)圖像分析估算法計(jì)算出緩慢變形數(shù)值。
[0011]進(jìn)一步，所述危巖體變形監(jiān)控設(shè)備包括突發(fā)變形監(jiān)控設(shè)備和緩慢變形數(shù)值變化監(jiān)控設(shè)備。
[0012]進(jìn)一步，所述圖像采集與分析裝置包括攝像裝置，所述攝像裝置至少包括兩個(gè)激光攝像頭，其中一個(gè)激光攝像頭對(duì)危巖體上部進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)，另一個(gè)激光攝像頭對(duì)危巖體下部的道路進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)測(cè)；
圖像分析裝置，用于對(duì)所述視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；
圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置，用于將所述分析和處理后的圖像數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器。
[0013]進(jìn)一步，所述S3中所述圖像分析估算法具體包括以下步驟:
5301:圖像采集與分析裝置對(duì)前一時(shí)刻攝像裝置對(duì)危巖體的采集的圖像進(jìn)行特征分析，將獲取到危巖體的顏色、紋理、形狀和結(jié)構(gòu)特征保存在模板庫(kù)中成為對(duì)比圖像；
5302:攝像裝置再次采集危巖體圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行特征分析，與所述模板庫(kù)中的對(duì)比圖像進(jìn)行特征匹配對(duì)比，如果匹配對(duì)比成功，則找到危巖體的關(guān)鍵參數(shù)信息；
S303:對(duì)所述危巖體上部的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，與所述模板庫(kù)中的對(duì)比圖像進(jìn)行SVM分類(lèi)判斷，實(shí)現(xiàn)特征擬合并判斷出危巖體裂縫變形數(shù)值。
[0014]進(jìn)一步，所述報(bào)警裝置內(nèi)部設(shè)有無(wú)線(xiàn)接收模塊用于接收云端服務(wù)器發(fā)送的命令。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括危巖體變形監(jiān)控設(shè)備、圖像采集與分析裝置和報(bào)警裝置。通過(guò)在危巖體上部安裝危巖體變形監(jiān)控設(shè)備，在危巖體對(duì)面的道路邊上安裝圖像采集與分析裝置，危巖體變形監(jiān)控設(shè)備可對(duì)危巖體的上部進(jìn)行危巖體突發(fā)變形和緩慢變形數(shù)值變化進(jìn)行監(jiān)控，圖像采集與分析裝置可對(duì)危巖體遠(yuǎn)距離對(duì)危巖體整體變形和對(duì)道路上是否有落下的巖體進(jìn)行監(jiān)控，如果危巖體變形監(jiān)控設(shè)備和/或圖像采集與分析裝置監(jiān)測(cè)到危巖體的突發(fā)變形，則向云端服務(wù)器發(fā)送圖像信息，云端服務(wù)器則控制報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知附近的人和車(chē)輛注意安全。如果是細(xì)微變形，則將細(xì)微變形圖像發(fā)到圖像分析裝置進(jìn)行分析處理，工作人員會(huì)對(duì)這部分的危巖體重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明通過(guò)采用在危巖體重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行雙重監(jiān)控，只要其中一個(gè)設(shè)備發(fā)回突發(fā)變形圖像，則會(huì)發(fā)出預(yù)警，工作人員會(huì)查看是否有危巖崩塌情況，提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。在危巖體上部安裝危巖體變形監(jiān)控設(shè)備，安裝施工方便。并且對(duì)危巖體的緩慢變形進(jìn)行監(jiān)控分析，估算出變形數(shù)值大小，可以提前讓工作人員注意發(fā)生緩慢變形的部位變形情況。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的原理框圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的圖像分析裝置的原理框圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的主流程圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的圖像分析估算法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，
實(shí)施例1
如圖1所示，本發(fā)明的危巖崩塌監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，包括危巖體變形監(jiān)控設(shè)備，所述監(jiān)控設(shè)備安裝于待測(cè)危巖體上部后緣，用于監(jiān)測(cè)待測(cè)危巖體上部的裂縫變形情況，所述待測(cè)危巖體上部的裂縫變形監(jiān)測(cè)包括危巖體的突發(fā)變形和緩慢變形的數(shù)值變化；
圖像采集