CN113077610A - 用于边坡的安全监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及边坡的图像监测技术领域，具体涉及用于边坡的安全监测系统及方法，系统包括位于边坡处的前端监测子系统，所述前端监测子系统包括环境探测模块，所述环境探测模块检测实时的环境信息；方法包括过移动方式、转动方式或固定方式采集边坡的监测图像，采集边坡处实时的环境信息；实时判断环境信息的天气类型，将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，根据匹配结果控制预设数量的采集方式改变边坡安全监测方式；实时判断环境信息是否恢复至初始状态，当环境信息恢复至初始状态后，控制图像监测方式恢复至初始方式。本发明让图像监控模块对应的监测方式能够适应环境，提高边坡安全监测结果的准确性。

Description

用于边坡的安全监测系统及方法

技术领域

本发明涉及边坡的图像监测技术领域，具体涉及用于边坡的安全监测系统及方法。

背景技术

边坡是具有一定坡度的坡面，边坡在矿区、地质灾害区、隧道和桥梁道路等位置非常常见，而边坡的安全监测关系着矿区、地质灾害区、隧道和桥梁道路等位置的安全，所以边坡的安全监测非常重要。

目前，边坡的安全监测方法包括无人机监测的移动摄像、预设视频监测设备的固定摄像和移动云台的云台摄像。在使用无人机监测时，需要让无人机沿着边坡区域进行飞行拍摄监测，当环境产生变化时，如大风雨雪天气时，无人机的飞行监测会受到影响导致监测结果不准确。在使用预设视频监测设备时，通过将预设完成视频监测设备的监测范围，定期或实时监测边坡，因边坡通常处于野外环境中，当周围植被长高后，容易遮挡住视频监测设备的监测范围引起监测结果异常。在使用云台摄像时，因云台使用过程中也是暴露在外界环境下，云台的转动机构容易损坏，使用寿命低，在损坏后容易让监测结果异常。所以，继续一种能够根据环境来改变监测方式的安全监测系统。

发明内容

本发明意在提供一种用于边坡的安全监测系统，以根据环境改变监测方式。

本方案中的用于边坡的安全监测系统，包括位于边坡处的前端监测子系统，所述前端监测子系统包括环境探测模块，所述环境探测模块检测实时的环境信息；

所述前端监测子系统还包括多个不同图像监测方式的图像监控模块和控制模块，所述控制模块实时获取环境信息并判断对应的天气类型，所述控制模块将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，所述控制模块根据匹配结果控制预设数量的图像监控模块改变边坡安全监测方式得到监测图像；所述控制模块判断环境信息是否恢复至初始状态，所述控制模块在环境信息恢复至初始状态时控制图像监控模块复位。

本方案的有益效果是：

在进行边坡的安全监测时，通过环境探测模块检测实时的环境信息，例如风力8级、小雨、暴雨和阳光的强度作为环境信息，然后由前端监测子系统中的控制模块获取环境信息，并将环境信息与预设类型进行匹配，预设类型可以是限制某种监测方式的图像监控模块使用的环境类型，在根据匹配结果控制一定数量的图像监控模块更改边坡的安全监测方式，让图像监控模块对应的监测方式能够适应环境，提高边坡安全监测结果的准确性。判断环境信息是否恢复至初始状态，在恢复后控制图像监控模块复位，提高各个图像监控模块与边坡监测环境的适应性。

进一步，所述预设类型包括移动类型、潮湿类型和光照类型，所述控制模块在天气类型为移动类型时控制固定式和转动式的图像监控模块进行边坡监控，所述控制模块在天气类型为潮湿类型时控制固定式的图像监控模块进行边坡监控，所述控制模块在天气类型为光照类型时控制移动式的图像监控模块进行边坡监控。

有益效果是：根据具体的环境类型控制不同的方式的图像监控模块进行边坡监控，如阳光强度较大时进行无人机拍摄监测的亮度更高且清晰，提高图像监控模块与环境的示适应性，提高监测结果的准确性。

进一步，所述控制模块在环境信息为光照类型时判断光照方位信息，所述控制模块根据光照方位信息向移动式的图像监控模块发送边坡监测的移动轨迹。

有益效果是：根据光照方位信息让移动式的图像监控模块按照发送的移动轨迹进行移动，减少环境对移动式的图像监控模块监控的影响。

进一步，所述图像监控模块包括收纳机构，所述控制模块在图像监控模块未启动时控制收纳机构对图像监控模块进行遮挡。

有益效果是：通过收纳机构对图像监控模块进行遮挡，避免图像监控模块在不使用时积累灰尘，防止图像监控模块不使用时直接接触雨水等引起损坏。

进一步，还包括后台交互子系统，所述前端监测子系统还包括与后台交互子系统进行无线通信的通信模块，所述控制模块获取监测图像通过通信模块发送至后台交互子系统，所述后台交互子系统包括处理模块和多个不同监管权限的预警模块，所述处理模块获取监测图像识别边坡的异常信息并判断异常信息的异常等级，所述处理模块根据异常等级向具有监管权限的预警模块发送预警信息。

有益效果是：通过识别监测图像上异常信息，例如滑坡、开裂或泥石流等，并判断异常信息的异常等级，如滑坡面积达到危险级，由处理模块向具有监管权限的预警模块发送预警信息，在监测到边坡异常时，直接地并及时地让对应的监管权限的管理人员知晓，防止误报或漏报。

进一步，所述处理模块根据环境信息给监测图像添加采集标签和时间标签，所述处理模块根据采集标签判断异常信息的准确度，当准确度小于预设阈值时，所述处理模块获取异常信息对应监测图像的时间标签相邻时间标签的监测图像的天气类型，当天气类型为潮湿类型时，所述处理模块更正准确度。

有益效果是：从监测图像上识别异常信息，并根据采集标签判断异常信息的准确度，例如在光照类型环境信息的采集标签下的异常信息对应大面积泥石流，准确度为30％，当准确度较小时，获取相邻时间标签对应监测图像的天气类型，以此来更正准确度，避免先下雨后产生边坡异常造成的误判，提高监测图像上异常信息判断的准确性。

进一步，所述处理模块在天气类型为光照类型时向通信模块发送补充测量信号，所述控制模块获取补充测量信号并控制图像监控模块进行移动测量。

有益效果是：在天气类型比较理想的情况下，进行重新测量判断，提高边坡监测的准确性。

用于边坡的安全监测方法，包括以下内容：

内容S1，通过移动方式、转动方式或固定方式采集边坡的监测图像，采集边坡处实时的环境信息；

内容S2，实时判断环境信息的天气类型，将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，根据匹配结果控制预设数量的采集方式改变边坡安全监测方式；

内容S3，实时判断环境信息是否恢复至初始状态，当环境信息恢复至初始状态后，控制图像监测方式恢复至初始方式。

附图说明

图1为本发明实施例一中用于边坡的安全监测系统的示意性框图；

图2为本发明实施例一中用于边坡的安全监测方法的流程框图；

图3位本发明实施例一中用于边坡的安全监测系统中收纳盒的纵向截面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：收纳盒1、伸缩气缸2、封门3。

实施例一

用于边坡的安全监测系统，如图1所示：包括位于边坡处的前端监测子系统和后台交互子系统，前端监测子系统包括环境探测模块、控制模块、通信模块和多个不同图像监测方式的图像监控模块，环境探测模块检测实时的环境信息，环境探测模块可以是现有的温度传感器、湿度传感器和风速计等；控制模块实时获取环境信息并判断环境信息对应的天气类型，控制模块将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，预设类型根据能够影响边坡监测方法的天气类型，如风力6级天气、暴雨天气和高温天气等，预设类型包括移动类型、潮湿类型和光照类型，移动类型可以是针对大风天气，潮湿类型可以是针对暴雨天气，光照类型可以是这对高温天气，控制模块根据匹配结果控制预设数量的图像监控模块改变边坡安全监测方式得到监测图像，匹配结果可通过天气类型为移动类型进行表示；控制模块判断环境信息是否恢复至初始状态，例如天气由晴天转变为暴雨天气后又恢复晴天天气的初始状态，晴天天气可以通过风力和无雨天气进行界定，控制模块在环境信息恢复至初始状态时控制图像监控模块复位。

图形监控模块包括固定式的摄像器、转动式的云台拍摄装置和移动式的无人机拍摄装置，控制模块在天气类型为移动类型时控制固定式和转动式的图像监控模块进行边坡监控，控制模块在天气类型为潮湿类型时控制固定式的图像监控模块进行边坡监控，控制模块在天气类型为光照类型时控制移动式的图像监控模块进行边坡监控，控制模块在环境信息为光照类型时判断光照方位信息，光照方位信息为太阳光的照射方向，例如光照方位为西南方位，控制模块根据光照方位信息向移动式的图像监控模块发送边坡监测的移动轨迹，例如移动轨迹根据让拍摄的监测图像清晰不反光为标准进行判断。

如图3所示，图像监控模块包括收纳机构，控制模块在图像监控模块未启动时控制收纳机构对图像监控模块进行遮挡，收纳机构设置在移动式的图像监控模块进行收纳；收纳机构包括收纳盒1，收纳盒1上滑动连接有封门3，封门3在竖直上下的方向上进行滑动，封门3的滑动连接方式可用现有滑门的结构，收纳盒1的底端外侧壁上固定安装有伸缩气缸2，伸缩气缸2靠近收纳盒1在封门3的一侧内壁进行安装，封门3焊接在伸缩气缸2的活塞杆上，伸缩气缸2信号连接控制模块，封门3可以设置两个，两个封门3分别在收纳盒1的对立侧壁上分布，以让移动式的图像监控模块能够不用再飞回时调整方向。

前端监测子系统通过通信模块与后台交互子系统进行无线通信，通信模块可用现有的4G通信模块，控制模块获取监测图像并通过通信模块发送至后台交互子系统，后台交互子系统包括处理模块和多个不同监管权限的预警模块，后天处理模块可以是现有的后台的服务器，处理模块获取监测图像识别边坡的异常信息并判断异常信息的异常等级，异常信息可以是从检监测图像上识别到的异常类型和异常面积，异常等级可以是根据边坡异常信息的异常类型和对应的异常面积得到的等级，如巨型、大型、中型或小型等，处理模块根据异常等级向具有监管权限的预警模块发送预警信息，预警模块可用现有对应监管权限的预警通信端口。

处理模块根据环境信息给监测图像添加采集标签和时间标签，采集标签可以是根据环境信息进行添加的，时间标签为处理模块收到环境信息时的时间点，处理模块根据采集标签判断异常信息的准确度，即是看边坡的异常信息在相应环境影响的条件下发生的，当准确度小于预设阈值时，处理模块获取异常信息对应监测图像时间标签的相邻时间标签的监测图像的天气类型，即识别具有异常信息的监测图像在前后相邻时间点上的监测图像的天气类型，当天气类型为潮湿类型时，处理模块更正准确度；处理模块在天气类型为光照类型时向通信模块发送补充测量信号，控制模块获取补充测量信号并控制图像监控模块进行移动测量，即再次对边坡的监测图像进行拍摄。

基于上述用于边坡的安全监测系统的用于边坡的安全监测方法，如图2所示，包括以下内容：

内容S1，通过图像监控模块以移动方式、转动方式或固定方式采集边坡的监测图像，通过环境探测模块采集边坡处实时的环境信息，以固定方式采集监测图像的图像监控模块为正常监测设备，即在晴天天气时就固定地以固定方式采集监测图像的图像监控模块采集监测图像；

内容S2，由控制模块实时获取环境信息进行实时判断环境信息的天气类型，将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，由控制模块根据匹配结果控制预设数量的采集方式改变边坡安全监测方式并得到监测图像，具体为，在天气类型为移动类型时，由控制模块控制固定式和转动式的图像监控模块进行边坡监控，在天气类型为潮湿类型时，由控制模块控制固定式的图像监控模块进行边坡监控，在天气类型为光照类型时，由控制模块控制移动式的图像监控模块进行边坡监控，同时，由控制模块判断光照方位信息，并根据光照方位信息向移动式的图像监控模块发送边坡监测的移动轨迹，在移动式图像监控模块进行拍摄前，由控制模块控制伸缩气缸2带动封门3向上移动打开收纳盒1，供移动式的图像监控模块能够移动出来；

内容S3，由控制模块实时判断环境信息是否恢复至初始状态，当环境信息恢复至初始状态后，控制图像监测方式恢复至初始方式；

内容S4，通过通信模块将监测图像发送至后台交互子系统，由后台交互子系统的处理模块取监测图像识别边坡的异常信息并判断异常信息的异常等级，再根据异常等级向具有监管权限的预警模块发送预警信息，具体为：由处理模块根据环境信息给监测图像添加采集标签和时间标签，并根据采集标签判断异常信息的准确度，当准确度小于预设阈值时，由处理模块获取异常信息对应监测图像时间标签的相邻时间标签的监测图像的天气类型，当天气类型为潮湿类型时，处理模块更正准确度；由处理模块在天气类型为光照类型时向通信模块发送补充测量信号，控制模块获取补充测量信号并控制图像监控模块进行移动测量。

本实施例一让图像监控模块对应的监测方式能够适应环境，提高边坡安全监测结果的准确性。判断环境信息是否恢复至初始状态，在恢复后控制图像监控模块复位，提高各个图像监控模块与边坡监测环境的适应性。

实施例二

与实施例一的区别在于，还包括内容S5，由控制模块从通信模块获取补充测量信号并获取补充监测图像，再对补充监测图像进行内容S2至内容S4的判断处理，当未识别到异常信息时，由处理模块识别监测图像上边坡的标识结构，标识结构为边坡的混凝土结构，并将标识结构与预设结构进行对比得到重合度，预设结构为边坡修建完成后的初始混凝土结构，由处理模块将重合度与预设度进行对比，当重合度小于预设度时，由处理模块判断边坡上具有植被遮挡并添加维护标签。排除掉边坡上植被生长影响检测结果，并添加维护标签，以及时进行植被处理。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.用于边坡的安全监测系统，包括位于边坡处的前端监测子系统，所述前端监测子系统包括环境探测模块，所述环境探测模块检测实时的环境信息；其特征在于：所述前端监测子系统还包括多个不同图像监测方式的图像监控模块和控制模块，所述控制模块实时获取环境信息并判断对应的天气类型，所述控制模块将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，所述控制模块根据匹配结果控制预设数量的图像监控模块改变边坡安全监测方式得到监测图像；所述控制模块判断环境信息是否恢复至初始状态，所述控制模块在环境信息恢复至初始状态时控制图像监控模块复位。

2.根据权利要求1所述的用于边坡的安全监测系统及方法，其特征在于：所述预设类型包括移动类型、潮湿类型和光照类型，所述控制模块在天气类型为移动类型时控制固定式和转动式的图像监控模块进行边坡监控，所述控制模块在天气类型为潮湿类型时控制固定式的图像监控模块进行边坡监控，所述控制模块在天气类型为光照类型时控制移动式的图像监控模块进行边坡监控。

3.根据权利要求2所述的用于边坡的安全监测系统，其特征在于：所述控制模块在环境信息为光照类型时判断光照方位信息，所述控制模块根据光照方位信息向移动式的图像监控模块发送边坡监测的移动轨迹。

4.根据权利要求3所述的用于边坡的安全监测系统，其特征在于：所述图像监控模块包括收纳机构，所述控制模块在图像监控模块未启动时控制收纳机构对图像监控模块进行遮挡。

5.根据权利要求4所述的用于边坡的安全监测系统，其特征在于：还包括后台交互子系统，所述前端监测子系统还包括与后台交互子系统进行无线通信的通信模块，所述控制模块获取监测图像通过通信模块发送至后台交互子系统，所述后台交互子系统包括处理模块和多个不同监管权限的预警模块，所述处理模块获取监测图像识别边坡的异常信息并判断异常信息的异常等级，所述处理模块根据异常等级向具有监管权限的预警模块发送预警信息。

6.根据权利要求5所述的用于边坡的安全监测系统，其特征在于：所述处理模块根据环境信息给监测图像添加采集标签和时间标签，所述处理模块根据采集标签判断异常信息的准确度，当准确度小于预设阈值时，所述处理模块获取异常信息对应监测图像的时间标签相邻时间标签的监测图像的天气类型，当天气类型为潮湿类型时，所述处理模块更正准确度。

7.根据权利要求6所述的用于边坡的安全监测系统，其特征在于：所述处理模块在天气类型为光照类型时向通信模块发送补充测量信号，所述控制模块获取补充测量信号并控制图像监控模块进行移动测量。

8.用于边坡的安全监测方法，其特征在于，包括以下内容：

内容S1，通过移动方式、转动方式或固定方式采集边坡的监测图像，采集边坡处实时的环境信息；

内容S2，实时判断环境信息的天气类型，将天气类型与预设类型进行匹配得到匹配结果，根据匹配结果控制预设数量的采集方式改变边坡安全监测方式；

内容S3，实时判断环境信息是否恢复至初始状态，当环境信息恢复至初始状态后，控制图像监测方式恢复至初始方式。

Images