[发明专利]基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统和方法

权利要求书

1.一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统，其特征在于：包括棋盘格标志物，图像采集设备和监测平台；所述棋盘格标志物安放在边坡坡面作为监测点；所述图像采集设备安装在边坡对面，用于拍摄棋盘格标志物的模板图像和监测图像，并将拍摄的模板图像和监测图像传输至监测平台；

所述监测平台包括图像处理模块和计算模块，所述图像采集设备与所述监测平台的图像处理模块相连接；所述图像处理模块用于进行图像分析，包括对棋盘格标志物图像进行角点检测获得角点图像坐标，对角点图像坐标进行对应匹配完成边坡表面的三维重建，获取棋盘格标志物的深度图像，测算棋盘格标志物与图像采集设备的景深距离；

所述计算模块用于分别计算图像采集设备拍摄的模板图像和监测图像的景深距离，并判断模板图像的景深距离与监测图像的景深距离是否变化，从而计算出棋盘格标志物相对于图像采集设备的位移变化值。

2.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统，其特征在于：所述图像处理模块获得棋盘格标志物上各像素点的深度信息，以各像素点深度信息的算数平均值作为景深距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统，其特征在于，所述图像处理模块对棋盘格标志物用sobel算子进行边缘检测，记下边缘像素的坐标，在边缘像素处用改进后的SUSAN算子进行角点检测。

4.根据权利要求3所述的一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统，其特征在于，所述的改进SUSAN算子亚像素角点检测算法，还包括使用灰度平方重心法进行亚像素角点定位。

5.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统，其特征在于：所述图像采集设备使用立体视觉方式对边坡表面进行图像采集。

6.根据权利要求5所述的一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统，其特征在于：所述立体视觉方式为双目视觉系统。

7.根据权利要求1所述的一种基于棋盘格标志法的边坡表面变形监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对需要监测的边坡表面，选取危险点或潜在变形点，安放好棋盘格标志物作为监测点；

S2.在需要监测的边坡对面，沿待监测边坡的长度方向放置图像采集设备；

S3.使用图像采集设备拍摄棋盘格标志物，首次拍摄的棋盘格标志物图像作为模板图像，并将拍摄的模板图像传输给监测平台中的图像处理模块；

S4.图像处理模块使用棋盘格标志物的图像进行边坡三维重建；

S5.图像采集设备定时对棋盘格标志物拍摄图像作为监测图像，并将监测图像传输给监测平台中的图像处理模块，获取棋盘格标志物的深度图像，得出棋盘格标志物与图像采集设备的景深距离；

S6.监测平台的计算模块，以图像采集设备拍摄的模板图像与监测图像的景深距离是否变化，从而计算出棋盘格标志物相对于图像采集设备的位移变化值。