有效特征向量。
[0035] 步骤D中，通过对有效特征值的比较，得出裂缝变化的总体大小；通过对有效特征 向量进行相减，得出裂缝变化的具体方向趋势；若上述两种判断结果之间出现大大于设定 阈值的偏差，则使用散度向量D和旋度向量C对提取区域内的像素的灰度变化趋势进行二 次匹配，选取与匹配结果相似度高的判断结果为最终结果。
[0036] 经过发明人进一步研究发现，对于不同的裂缝变化过程，存在最佳滤波函数的选 择问题，如果选取掸一掸滤波函数，则会造成滤波效果不稳定。发明人将滤波函数进一步改 进为：
其中，为上一轮有效特征值的比较时裂缝变化前后的有效特征值之差。由于裂缝变 化的趋势都是平滑变化的，所以利用上一轮的裂缝变化对比结果对下一次的滤波函数进行 实时调整，可以有效提高滤波函数的针对性。
[0037] 现将本【具体实施方式】的方案细节进行介绍。
[0038] 崩塌体在发生之前最明显的变化就是裂缝的动态变化情况，捕捉、监测裂缝的变 化是该装置非常关键的重要部件，采集模块利用最先进的高清红外摄像机对崩塌体裂缝进 行实时影像捕捉及录像，将捕捉的实时现场裂缝数据信号交由图像压缩处理模块处理。高 清视频技术的发展使得目前摄像机的分辨率可以达到3840*2160,这样红外摄像机在逐行 扫描时可达到2160P，分辨率的显著提升使得摄像机画面更加精细，画面垂直分辨率随着画 面的像素提高，在同等尺寸的画面上的像素就显得越来越精细，这样就可以更加真实、高密 度、高精度的将崩塌体裂缝数据反映到摄像机里，利于嵌入式微处理器对裂缝的变化做出 高效、精确的判断。
[0039] 高清红外摄像机采集到的数据是模拟视频信号，需要经过图像采集与处理后才可 输入到嵌入式微处理器中做进一步综合分析与处理，图像采集与处理模块将模拟视频信号 转换成数字信号，利用专用视频AD转换模块实现模拟信号到数字信号的转换，专用视频图 像采集控制模块与专用视频AD转换模块通过IIC方式相连接，二者同时接收嵌入式微处理 器的控制命令，根据相应的指令输出对视频图像数据进行采集。
[0040] 随着计算机技术、电子技术、传感器技术、集成电路技术及嵌入式技术的不断更新 与发展，嵌入式微处理器的功能越来越强大，通过嵌入式微处理器设计的系统与装置的体 积却越来越小，它可以根据具体的硬件系统定制相应的外围电路与配套设施，不管是从电 源、电子元器件及相关组成部分上都可以进行裁剪与优化，不仅能满足系统与装置的外观 要求，还可以有效降低系统与装置的体积，同时达到便于安装与携带的目的。嵌入式微处理 器集成度的提升不仅可以设计出专门针对现场裂缝图像数据的专用硬件与软件，在硬件上 大大降低了系统与装置的成本，有效节约昂贵电子元器件的使用；在软件上设计采用专门 的设计方案可有效提高图像数据的处理速度与时间。正是利用嵌入式微处理器的强大功能 实现对现场图像的智能分析与处理，并可通过多种传输方式实现现场裂缝数据的实时传输 与解析，并可实现现场的实时报警功能。嵌入式微处理器的功能强大还体现在它的环境适 应性上，崩塌体灾害现场环境一般比较恶劣，这就对系统的适应性提出较高要求，嵌入式微 处理器可通过相应的抗干扰性的处理去除环境因素对系统的影响，可有效保证在恶劣环境 条件下工作的稳定性和可靠性。
[0041] 视频逻辑控制模块采用ARM公司开发的Cortex-AS处理器，它是第一款基于 ARMv7架构的应用处理器，并且是有史以来ARM开发的性能最高、最具功率效率的处理器。 Cortex-A8处理器的速率可以在600MHz到超过1GHz的范围内调节，能够满足需要工作在 300mW以下的功耗优化的移动设备的要求，Cortex-A8主要完成的功能如下：（1)完成系统 中视频采集和输出部分的同步信号，主要包括A/D采样电路的行同步信号、场同步信号及 消隐信号等；（2)完成FIFO的同步读写工作，承担视频数据间的传送工作；（3)作为PCI总 线控制器，完成TMS320DM642与传输设备之间的数据通信工作；（4)作为数据总线接口，实 现数据的驱动传输等功能。
[0042] C〇rteX-A8微控制器主要包括ADC转换模块、SPI接口模块、USB接口模块、UART接 口模块、蓝牙模块、NandFlash和NorFlash、SD卡存储模块、电源接口及晶振。ADC转换模块 用于接收来自裂缝识别监测单元处理后的裂缝视觉数据，为CorteX_A8提供一定格式的处 理数据；SPI接口用于连接现场声光报警单元及供电单元；USB接口用于对嵌入式微处软硬 件调试；UART1、UART2及蓝牙模块分别用于连接数据传输单元的GPRS、CDMA及蓝牙传输模 块；NandFlash的作用是存储嵌入式微处理器运行的相关程序代码；NorFlash作用是运行、 调试嵌入式微处理器的相关程序代码，可进行重复性擦除和读写；SD卡存储主要用于存放 现场对崩塌体裂缝采集的裂缝视觉数据。
[0043] 裂缝识别检测单元的工作目的就是清晰、稳定、可靠的将崩塌体主要张开裂缝能 够很好的识别检测出来，通过利用4K高清视觉传感模块能对裂缝进行高清晰、高精度视觉 数据识别与检测，然后将视觉数据输入到视频数据A/D采样模块，对视觉数据进行相应的 A/D转换，经过A/D转化的数据才是视觉压缩模块能够识别的数据类型，送入到视觉数据 压缩模块中的视觉数据经过数据压缩后能以较简洁、方便的数据形式供视觉数据分析处理 模块进行相关分析与处理，视觉数据分析处理模块主要是将采集到的裂缝视觉数据进行优 化、分析及格式转换，它与嵌入式微处理器进行数据通信，由嵌入式微处理器控制协调什么 时间段对哪些数据进行采集及分析，这样就可以在嵌入式微处理器的协调作用下合理有效 分配工作时间，最大限度保证裂缝视觉数据采集的实时性与可靠性。
[0044] 数据传输单元主要包括GPRS、CDMA和蓝牙三种传输方式。其中GPRS和CDMA两 种传输方式主要用于将裂缝视觉相关数据发送到远程数据监控中心；蓝牙通信模式用于在 崩塌灾害体现场通讯，这样监测人员和管理人员也可以在现场对采集到的裂缝数据进行现 场分析，及时作出判断；三种传输方式可以有效的保证将现场传感模块识别检测到的裂缝 数据及时、有效、可靠的传输给监测人员和管理人员，增加了裂缝数据监测的多样性和稳定 性。
[0045] 声光报警单元主要工作目的在崩塌体现场及时发出声光信号，警示在崩塌体附 近村民或行人注意安全，可能会出现崩塌体崩塌现象。现场声光报警单元由微处理器 Cortex-AS协调控制发出声光报警信号，现场声光报警单元主要包括现场警示声音输出模 块和现场警示灯光显示模块。Cortex-AS在实时采集崩塌体裂缝视觉变化数据的同时，经过 数据算法的解析会自动判断出裂缝张开的具体数值，通过控制移位寄存器的输出来驱动现 场警示声音输出模块和现场警示灯光显示模块。
[0046] 供电单元主要为崩塌体裂缝识别报警装置提供电源供应，供电单元在Cortex-AS 协调控制下自主选择供电方式，Cortex-A8通过发出相应控制命令来控制供电控制开关决 定使用哪种供电