[发明专利]智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测系统及其方法

权利要求书

1.智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测系统，其特征在于：在监测区设置可发光的标定板做远距离投射，在稳定场点架设带有MCU模块的摄像机，摄像机完成远距离投射三个光点的图像提取，监测到三点的位移变化，经由MCU运算后，由RS485与Zigbee传输接口将监测结果回传至远程终端。

2.如权利要求1所述的智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测系统，其特征在于：所述的远程终端系统接收并存取监测端点的数据，再将这些数据由网络上传至网页实时查询接口。

3.如权利要求1所述的智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测系统，其特征在于：所述的标定板发光源采用LED灯。

4.如权利要求1所述的智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测系统，其特征在于：所述的一块标定板上设置9个LED灯，以3列3行方式布设。

5.智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测方法，其特征在于：通过稳定场点架设的摄像机提取监测区标定板上的三个光点图形数据，经过MCU运算后，三个光点位移数据由RS485与Zigbee传输接口将监测结果回传至远程终端。

6.如权利要求5所述的智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测方法，其特征在于：所述的MCU运算方式采用直角三点标定法，在标定板上布设多个亮点，多个亮点形成不少于两个直角三角形。

7.如权利要求6所述的智能视觉的三维地质滑动崩塌实时监测方法，其特征在于：所述的直角三点标定法中，利用三点形成的世界坐标系，直角顶点为世界坐标的原点，三点在世界坐标的位置分别为A(0,0,0)、B(X_wb,0,0)、C(0,Y_wc,0)。令a、b、c为A、B、C三点的图像，它们在图像坐标的位置分别为：(x_a0,y_a0)、(x_b0,y_b0)、(x_c0,y_c0)，依针孔成像理论，假设在成像面上a点不动，b与c沿光线分别移动至b₁和c₁，Z_c方向的移动量分别为：z_b1和z_c1，使ab₁与ac₁分别平行AB与AC，所以△ab₁c₁与△ABC相似且平行，则b₁和c₁的图像坐标为：

xb1=xb0zb1+ffyb1=yb0zb1+ff]]>

xc1=xc0zc1+ffyc1=yc0zc1+ff---(1)]]>

因为ab₁⊥ac₁，所以

(x_b1-x_a0)(x_c1-x_a0)+(y_b1-y_a0)(y_c1-y_a0)+z_b1z_c1＝0 (2)

又Δab₁c₁与ΔABC相似，可得

ab1‾ac1‾=AB‾AC‾---(3)]]>

因此

(xb1-xa0)2+(yb1-ya0)2+zb12(xc1-xa0)2+(yc1-ya0)2+zc12=xwb2ywc2---(4)]]>

将(1)式代至(2)式与(4)式，解非线性联立方程式z_b1和z_c1的解，删除其中的复数解及不适合的解，即可求得适合的z_b1和z_c1解。

由于Δab₁c₁与ΔABC相似的特性，很容易可得到A、B、C三点在摄影机坐标系的位置，分别为

x_cA＝px_a0＝t_x y_cA＝py_a0＝t_yz_cA＝pf＝t_z

x_cB＝px_b1 y_cB＝py_b1 z_cB＝p(f+z_b1)

x_cC＝px_c1 y_cC＝py_c1 z_cC＝p(f+z_b1)

其中p为Δab₁c₁与ΔABC相似三角形的比例，X_cA、Y_cA、Z_cA即是相机参数中的平移向量t(t_x,t_y,t_z)也是我们所要求的位移量。

经由直角三点的方法可求得第一张标定板的位移向量为：

t＝[t_x t_y t_z]

以及第二张照片标定板的位移向量为：

t₁＝[t_x1 t_y1 t_z1]

因此我们可求得地质滑动的位移量

ΔT=ΔtxΔtyΔtz=(tx1-tx)(ty1-ty)(tz1-tz).]]> 2