[发明专利]一种大坝坝肩基点变形的监测方法及装置

摘要

本发明公开了一种大坝坝肩基点变形的监测方法及装置，其特征在于，在光路中放置一被测物时，利用背景光源，透过左右两个镜头，被测物分别在左右两个CCD器件上投射阴影，分别提取左右CCD靶面阴影重心坐标，根据双目立体视觉的原理得出阴影重心坐标与实际被测物左边位置的转换关系式，然后计算出被测物在测量范围内的坐标位置，随着阴影重心的位置的变化，就可以知道被测物的位置的变化。当坝体移动时，两个CCD靶面上的阴影都会随之移动，阴影重心移动的距离通过公式变换就能得出被测物移动的实际距离。

主权项

一种大坝坝肩基点变形的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在大坝坝肩基点装设光学成像测量系统，该光学成像测量系统的光源部分是由一个面光源作为宽视场背景光源，成像测量部分包括左、右透镜，左、右光电器件；标定时垂线放置在左、右透镜光心连线的中垂线上，垂线经过左、右透镜在左、右光电器件的靶面上分别成像，根据双目立体视觉原理得出成像重心坐标与实际垂线重心位置的转换关系式，计算出垂线在测量场内的坐标位置，随着成像重心位置的变化，获得垂线位置的变化；当垂线移动时，左右成像都会随之移动，成像重心移动的距离通过公式变换就能得出垂线移动的实际距离，与初始位置相减，进而测出垂线的位移；2)在测量之前要进行标定，基于双目立体视觉原理，通过标定确定出转换关系中的两组系数，标定时首先将垂线放置在测量场最前端的中点，将垂线在近标线上移动，不超过测量场边界，记录数据，之后将垂线移至远标线，不超过测量场边界，记录数据，求出近标线和远标线的直线方程，这就是标定的过程；3)标定完之后，进行测量时，选取垂线在测量场内的坐标为(x，y)，由于垂线经过镜头分别在左、右光电器件上面均能成像，所以两条光线的交叉点便是(x，y)，近标线和远标线分别表示为G＝mx2+nx+l和D＝ax2+bx+c，通过标定可以得出各个系数，所以测量场的远、近标线上的点都可以通过这两个式子求出来，当垂线位于测量场内任意位置时，该垂线与两个镜头的光心的连线的交叉点就是它在测量场内的实际坐标，其中左边透镜和垂线连线的直线方程可以表示为L：y＝y0+λ(y1‑y0)，x＝x0+λ(x1‑x0)和R：(y＝y′0+Δ(y′1‑y′0)，x＝x′0+Δ(x′1‑x′0))，通过计算可以得出λ＝Δ，而且 λ = Δ = D 2 - D 1 G 2 - G 1 + D 2 - D 1 = 1 G 2 - G 1 D 2 - D 1 + 1 其中D1、D2分别为近标线右、左点；G1、G2分别为远标线右、左点；所以每一个实际坐标(x，y)都可以表示为左、右光电器件所成像的重心坐标的转换；4)当坝肩基点发生变形时，监测系统会随之在水平方向产生位移，此时垂线在光电器件的靶面上的成像会发生偏移，基于双目立体视觉原理通过计算得出发生偏移之后垂线新的坐标位置，两个坐标之间的差值ΔX和ΔY就是偏 移量，而且通过偏移量的正负可以得出偏移方向。