CN113847905B - 一种三维双目识别边坡检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维双目识别边坡检测方法，该方法包括以下步骤：在边坡上安装检测件；在边坡的下方对称安装拍摄设备，并使检测件位于拍摄设备的拍摄范围之内；调整两台拍摄设备之间的角度使两台拍摄设备之间的角度为60°‑120°；调整两台拍摄设备之间的高度使两台拍摄设备位于同一高度；检测件的球体半径值为R，拍摄设备输出照片圆心半径为r0，建立光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；本发明通过拍摄设备对边坡上安装的检测件进行拍照处理，通过该方法检测出检测件的坐标值，通过照片即可观察边坡上检测件的位置是否发生了改变，当照片上拍摄检测件的位置发生了改变，则说明边坡出现了滑坡等现象。

Description

一种三维双目识别边坡检测方法
技术领域
本发明涉及边坡检测技术领域，具体是一种三维双目识别边坡检测方法。
背景技术
TD边坡监测系统是一种基于浅表沉降和倾斜形变高精度量测的边坡自动化监测预警系统，该系统可对边坡进行远程自动化监测，并能对监测数据进行实时分析，及时作出预警反应，在山体下的固定点安装超长焦数字化相机监测系统作为观测点，将检测件安装在在山体上边坡上，根据相机拍摄检测件的位置判断边坡有没有出现滑坡的现象；然而现有的边坡检测方法在对照片进行拍摄时，由于拍摄设备与检测件之间的距离过远，因此拍摄的照片容易出现模糊的现象，因此不容易在照片中判断检测件的具体的位置，因此影响判断边坡有没有出现滑坡的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三维双目识别边坡检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种三维双目识别边坡检测方法，该方法包括以下步骤：
在边坡上安装检测件；
在边坡的下方对称安装拍摄设备，并使检测件位于拍摄设备的拍摄范围之内；
调整两台拍摄设备之间的角度使两台拍摄设备之间的角度为60°-120°；
调整两台拍摄设备之间的高度使两台拍摄设备位于同一高度；
检测件的球体半径值为R，拍摄设备输出照片圆心半径为r0，建立光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；
通过公垂线逼近法，在双测系统产生的两套数据之间，解出检测件和拍摄设备之间的最短距离。
作为本发明进一步的方案：还包括；
将坐标值为(x、y、z)的检测件P映射到拍摄设备平面上的坐标(u、v)的像素点p，检测件P(x、y、z)三维坐标值与像素点p(u、v)的二位像素坐标值的关系为：
式中，参数s和mij(i＝1，2，3；j＝1，2，3)可通过拍摄设备标定确定；
将式(1)化简消去参数sy可以得到关于检测件P坐标值的齐次方程，即：
AX＝b (2)
式中：
X＝(x，y，z)T
从而得到拍摄设备的针孔模型；
根据拍摄设备的参数值和检测点p在图像上映射的两个像素坐标值，建立检测点p的两个直线方程，应用式(2)利用异面直线公垂线中间逼近法计算出检测点p的坐标。
作为本发明进一步的方案：还包括：
安装拍摄设备时具体需要测量：检测件半径R；拍摄设备与检测件之间距离D；拍摄照片中检测件成像所得圆形半径r0；照片中圆心坐标(x0,y0)；
拍摄设备期间具体测量：拍摄照片中检测件成像所得圆形半径r1，照片中圆心坐标(x1,y1)；
则拍摄设备中光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；
通过计算得出：检测件横向偏移ΔX＝(x1-x0)/S；检测件纵向偏移ΔY＝(y1-y0)/S；检测件圆形半径偏移ΔR＝(r1-r0)/S；成像设备与检测件距离改变量ΔD＝D*ΔR/(R-ΔR)；
通过计算得出的检测件横向偏移ΔX、检测件纵向偏移ΔY、检测件圆形半径偏移ΔR、成像设备与检测件距离改变量ΔD通过拍摄的照片进行相应的调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过拍摄设备对边坡上安装的检测件进行拍照处理，通过该方法检测出检测件的坐标值，通过照片即可观察边坡上检测件的位置是否发生了改变，当照片上拍摄检测件的位置发生了改变，则说明边坡出现了滑坡等现象。
附图说明
图1为一种三维双目识别边坡检测方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种三维双目识别边坡检测方法，该方法包括以下步骤：
在边坡上安装检测件；
在边坡的下方对称安装拍摄设备，并使检测件位于拍摄设备的拍摄范围之内；
调整两台拍摄设备之间的角度使两台拍摄设备之间的角度为60°-120°；
调整两台拍摄设备之间的高度使两台拍摄设备位于同一高度；
检测件的球体半径值为R，拍摄设备输出照片圆心半径为r0，建立光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；
通过公垂线逼近法，在双测系统产生的两套数据之间，解出检测件和拍摄设备之间的最短距离。
作为本发明进一步的方案：还包括；
将坐标值为(x、y、z)的检测件P映射到拍摄设备平面上的坐标(u、v)的像素点p，检测件P(x、y、z)三维坐标值与像素点p(u、v)的二位像素坐标值的关系为：
式中，参数s和mij(i＝1，2，3；j＝1，2，3)可通过拍摄设备标定确定；
将式(1)化简消去参数sy可以得到关于检测件P坐标值的齐次方程，即：
AX＝b (2)
式中：
X＝(x，y，z)T
从而得到拍摄设备的针孔模型；
根据拍摄设备的参数值和检测点p在图像上映射的两个像素坐标值，建立检测点p的两个直线方程，应用式(2)利用异面直线公垂线中间逼近法计算出检测点p的坐标。
作为本发明进一步的方案：还包括：
安装拍摄设备时具体需要测量：检测件半径R；拍摄设备与检测件之间距离D；拍摄照片中检测件成像所得圆形半径r0；照片中圆心坐标(x0,y0)；
拍摄设备期间具体测量：拍摄照片中检测件成像所得圆形半径r1，照片中圆心坐标(x1,y1)；
则拍摄设备中光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；
通过计算得出：检测件横向偏移ΔX＝(x1-x0)/S；检测件纵向偏移ΔY＝(y1-y0)/S；检测件圆形半径偏移ΔR＝(r1-r0)/S；成像设备与检测件距离改变量ΔD＝D*ΔR/(R-ΔR)；
通过计算得出的检测件横向偏移ΔX、检测件纵向偏移ΔY、检测件圆形半径偏移ΔR、成像设备与检测件距离改变量ΔD通过拍摄的照片进行相应的调整。
通过拍摄设备对边坡上安装的检测件进行拍照处理，通过该方法检测出检测件的坐标值，通过照片即可观察边坡上检测件的位置是否发生了改变，当照片上拍摄检测件的位置发生了改变，则说明边坡出现了滑坡等现象。
在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种三维双目识别边坡检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在边坡上安装检测件；
在边坡的下方对称安装拍摄设备，并使检测件位于拍摄设备的拍摄范围之内；
调整两台拍摄设备之间的角度使两台拍摄设备之间的角度为60°-120°；
调整两台拍摄设备之间的高度使两台拍摄设备位于同一高度；
检测件的球体半径值为R，拍摄设备输出照片圆心半径为r0，建立光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；
通过公垂线逼近法，计算出照片中检测点p的坐标；
还包括；
将坐标值为(x、y、z)的检测件P映射到拍摄设备平面上的坐标(u、v)的像素点p，检测件P(x、y、z)三维坐标值与像素点p(u、v)的二位像素坐标值的关系为：
式中，参数s和mij(i＝1，2，3；j＝1，2，3)可通过拍摄设备标定确定；
将式(1)化简消去参数sy可以得到关于检测件P坐标值的齐次方程，即：
AX＝b (2)
式中：
从而得到拍摄设备的针孔模型；
根据拍摄设备的参数值和检测点p在图像上映射的两个像素坐标值，建立检测点p的两个直线方程，应用式(2)利用异面直线公垂线中间逼近法计算出检测点p的坐标；
还包括：
安装拍摄设备时具体需要测量：检测件半径R；拍摄设备与检测件之间距离D；拍摄照片中检测件成像所得圆形半径r0；照片中圆心坐标(x0,y0)；
拍摄设备期间具体测量：拍摄照片中检测件成像所得圆形半径r1，照片中圆心坐标(x1,y1)；
则拍摄设备中光学成像系统的放大率系数S＝r0/R；
通过计算得出：检测件横向偏移ΔX＝(x1-x0)/S；检测件纵向偏移ΔY＝(y1-y0)/S；检测件圆形半径偏移ΔR＝(r1-r0)/S；成像设备与检测件距离改变量ΔD＝D*ΔR/(R-ΔR)；
通过计算得出的检测件横向偏移ΔX、检测件纵向偏移ΔY、检测件圆形半径偏移ΔR、成像设备与检测件距离改变量ΔD通过拍摄的照片进行相应的调整。
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