【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及邊坡滑坡安全防護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法。
技術(shù)介紹
1、管道工程往往會(huì)穿越不同的地質(zhì)環(huán)境，包括軟土層、巖石層和混合土層，這些地質(zhì)條件的變化會(huì)導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定性差異較大，尤其在軟土和風(fēng)化巖層中，滑坡風(fēng)險(xiǎn)更高，自然因素如降雨、地震、風(fēng)化和地下水變化等會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響，而且管道在開(kāi)挖施工的過(guò)程中其本身也會(huì)對(duì)邊坡產(chǎn)生擾動(dòng)，導(dǎo)致滑坡，任何滑坡引起的破壞都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重影響，包括經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染和人身安全威脅，因此，確保邊坡穩(wěn)定性至關(guān)重要，目前尚無(wú)相關(guān)關(guān)于管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)的技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，利用三維重建技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡的變化情況，為預(yù)警和應(yīng)對(duì)提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息，確保邊坡作業(yè)的安全性。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
3、一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：
4、s1、在管道開(kāi)挖邊坡區(qū)域布設(shè)圖像掃描系統(tǒng)，采集邊坡圖像；
5、s2、對(duì)采集到的邊坡圖像進(jìn)行特征提取和立體匹配；
6、s3、針對(duì)提取的特征和立體匹配結(jié)果，對(duì)邊坡上的滑坡落物進(jìn)行三維重建；
7、s4、根據(jù)三維重建結(jié)果，識(shí)別滑坡落物的種類、大小、數(shù)量、位置特征；
8、s5、根據(jù)步驟s4識(shí)別的特征信息，分析并評(píng)價(jià)管道邊坡開(kāi)挖安全情況。
9、所述步驟s1，圖像掃描系
10、所述步驟s1，采集邊坡圖像采用手眼標(biāo)定的方法進(jìn)行精確定位和識(shí)別，具體方法如下：
11、1)在被測(cè)目標(biāo)上定義一個(gè)任意的世界坐標(biāo)系，從世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到掃描系統(tǒng)坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)換公式如下：
12、
13、其中，(wx，wy，wz，1)t為目標(biāo)點(diǎn)在世界坐標(biāo)系下的齊次坐標(biāo)；(cx，cy，cz，1)t為目標(biāo)點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的齊次坐標(biāo)；e為3x3正交單位矩陣；s—3x1平移向量；0—3x1零向量；
14、3)從掃描系統(tǒng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到成像平面坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)換公式如下：
15、
16、其中，(x，y)t為成像平面坐標(biāo)系下的齊次坐標(biāo)，f為焦距。
17、所述步驟s2，立體匹配公式如下：
18、
19、census(x,y,z)＝ming(censusl(x,y),censusr(x-d,y))
20、
21、c(x,y,z)＝αmin(tc,census(x,y,z))+(1-α)min(tg,g(x,y,z))
22、s(p,z)＝∑rlr(p,z)
23、式中：i(p)，i(q)為圖像的灰度值，i(p)為窗口內(nèi)的像素灰度值的平均值，ξ為灰度二值化的界限，census(x，y，z)為左右圖像中對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)之間的顏色差異，g(x，y，z為圖像中(x，y)的匹配代價(jià)，此時(shí)視差值為z，il(x，y)為左圖像中該像素點(diǎn)的灰度值，ir(x，y，z)為右圖像中該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)同名像素點(diǎn)的灰度值，α為權(quán)重因子，平衡census算法和梯度的比重，tc、tg為截?cái)嘀?，lr(p,z)為某條路徑的路徑代價(jià)。
24、所述步驟s5，根據(jù)特征識(shí)別結(jié)果，判斷管道開(kāi)挖邊坡對(duì)人員的威脅程度，在發(fā)現(xiàn)潛在威脅后，發(fā)出預(yù)警信息，對(duì)施工人員進(jìn)行干預(yù)。
25、本專利技術(shù)的有益效果是：
26、通過(guò)激光掃描儀捕獲圖像，無(wú)需與被測(cè)物體直接接觸，避免了傳統(tǒng)接觸式測(cè)量可能帶來(lái)的物理?yè)p傷或影響；通過(guò)計(jì)算圖像中像素點(diǎn)的視差信息，可以精確地獲取被測(cè)物體的三維信息，包括形狀、大小和位置等，從而實(shí)現(xiàn)高精度的監(jiān)測(cè)；實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡滑坡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)連續(xù)拍攝和分析圖像，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡的變化情況，為預(yù)警和應(yīng)對(duì)提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息，自動(dòng)判斷邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)，并在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。
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1.一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S1，圖像掃描系統(tǒng)為多個(gè)全覆蓋管道開(kāi)挖邊坡區(qū)域的激光掃描儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S1，采集邊坡圖像采用手眼標(biāo)定的方法進(jìn)行精確定位和識(shí)別，具體方法如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S2，立體匹配公式如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S5，根據(jù)特征識(shí)別結(jié)果，判斷管道開(kāi)挖邊坡對(duì)人員的威脅程度，在發(fā)現(xiàn)潛在威脅后，發(fā)出預(yù)警信息，對(duì)施工人員進(jìn)行干預(yù)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟s1，圖像掃描系統(tǒng)為多個(gè)全覆蓋管道開(kāi)挖邊坡區(qū)域的激光掃描儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三維重建的管道開(kāi)挖邊坡安全評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟s1，采集邊坡圖像采用手眼標(biāo)定的方法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：敬佳佳，李永禧，王國(guó)榮，陳祖元，鄒繼龍，張峻浩，凌梓聰，王樹(shù)歷，包蕾，陳云，陳燕，曹瑩，陳泌瑞，張文，盛林，徐非凡，萬(wàn)夫，鄧勇剛，金雪梅，曾發(fā)明，陳文云，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西南石油大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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