深层土体沉降测量方法及相关设备

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种深层土体沉降测量方法及相关设备。

背景技术：

随着城市地下工程(如地铁、地下管廊等)的迅猛发展，路基沉降成为施工过程以及完工后难以避免的安全问题。路基沉降轻则导致路面开裂、重则导致道路塌陷，将会带来安全隐患，甚至造成重大财产损失和人员伤亡，直接关系城市人民的安全。因此，为提高城市道路防灾减灾能力，做好路基沉降的监测和预警至关重要。

现有技术中，存在多种对路面沉降的监测方案，然而，导致路面塌陷的根本原因是地表硬化层下的土体受到施工等扰动所引起的沉降，由于地表硬化层形成的壳体结构，往往会导致路面沉降量不能完全反映路面下部土体的真实沉降量，造成地表硬化层的脱空，最终导致路面塌陷事故的瞬间发生。因此，急需一种可测量地表硬化层下部土体沉降的方法。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种深层土体沉降测量方法及相关设备，可以确定深层土体的沉降量，且采用图像处理技术进行测量，测量效率高。

第一方面，本发明实施例提供了一种深层土体沉降测量方法，包括以下步骤：

根据第一图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离，所述第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，所述第一图像中包括所述检测杆的顶端以及用于放置所述检测杆的钻孔孔口，其中，所述钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，所述检测杆经由所述钻孔与所述待测深层土体接触，且所述检测杆受限沿着所述钻孔的中心线方向跟随所述待测深层土体运动；

根据第二图像确定所述检测杆的顶端相对于地表面的第二垂直距离，所述第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，所述第一时刻先于所述第二时刻，所述第二图像中包括所述检测杆的顶端以及所述钻孔孔口；

根据所述第一垂直距离和所述第二垂直距离，确定所述待测深层土体的沉降量。

可选地，所述方法中，根据包括所述检测杆的顶端和所述钻孔孔口的第三图像确定所述检测杆的顶端相对于地表面的第三垂直距离，具体包括：

根据所述第三图像中检测杆的顶端与所述钻孔孔口的中心点之间的像素距离，以及物面分辨率确定所述第三图像所敏感到的所述检测杆的顶端位移量；

根据所述顶端位移量和拍摄所述第三图像时相机与地表面之间的夹角，确定所述第三垂直距离；其中，所述第三图像为所述第一图像时，对应地，所述第三垂直距离为所述第一垂直距离；所述第三图像为所述第二图像时，对应地，所述第三垂直距离为所述第二垂直距离。

可选地，所述钻孔孔口为圆形时，所述相机与地表面之间的夹角为所述钻孔孔口成像后的椭圆的短半轴和长半轴之间的比值的反正弦函数值。

可选地，所述第一图像中还包括用于封闭所述钻孔的透光保护盖。

可选地，所述透光保护盖为圆盖，所述像素距离为所述第三图像中所述检测杆的顶端与所述圆盖的中心点之间的像素距离。

可选地，所述检测杆的顶端设置有发光或不发光的标志物时，所述像素距离为所述第三图像中所述标志物与所述钻孔孔口或所述透光保护盖的中心点之间的像素距离。

第二方面，本发明实施例提供了一种深层土体沉降测量系统，包括：

检测杆，放置于钻孔，所述钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，所述检测杆经由所述钻孔与所述待测深层土体接触，且所述检测杆受限沿着所述钻孔的中心线方向跟随所述待测深层土体运动；

相机，用于拍摄第一图像和第二图像，所述第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，所述第一图像中包括所述检测杆的顶端以及所述钻孔孔口；所述第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，所述第一时刻先于所述第二时刻，所述第二图像中包括所述检测杆的顶端以及所述钻孔孔口；

处理器，用于根据所述第一图像确定所述检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离；根据所述第二图像确定所述检测杆的顶端相对于地表面的第二垂直距离；根据所述第一垂直距离和所述第二垂直距离，确定所述待测深层土体的沉降量。

可选地，所述系统还包括用于封闭所述钻孔的透光保护盖。

可选地，所述系统还包括设置在所述检测杆的顶端的发光或不发光的标志物。

可选地，所述系统还包括限位装置，用于限制所述检测杆沿着所述钻孔的中心线方向跟随所述待测深层土体运动。

第三方面，本发明实施例提供了一种深层土体沉降测量装置，包括：

第一确定模块，用于根据第一图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离，所述第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，所述第一图像中包括所述检测杆的顶端以及用于放置所述检测杆的钻孔孔口，其中，所述钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，所述检测杆经由所述钻孔与所述待测深层土体接触，且所述检测杆受限沿着所述钻孔的中心线方向跟随所述待测深层土体运动；

第二确定模块，用于根据第二图像确定所述检测杆的顶端相对于地表面的第二垂直距离，所述第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，所述第一时刻先于所述第二时刻，所述第二图像中包括所述检测杆的顶端以及所述钻孔孔口；

第三确定模块，用于根据所述第一垂直距离和所述第二垂直距离，确定所述待测深层土体的沉降量。

第四方面，本发明实施例提供了一种深层土体沉降测量设备，包括：处理器和存储器；

所述处理器和存储器相连，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，以执行如第一方面所述的深层土体沉降测量方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，执行如第一方面所述的深层土体沉降测量方法。

本发明实施例中，根据第一图像、第二图像分别确定检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离和第二垂直距离，再根据第一垂直距离和第二垂直距离确定待测深层土体的沉降量；其中，第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，第一图像中包括检测杆的顶端以及用于放置检测杆的钻孔孔口，钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，检测杆经由钻孔与待测深层土体接触，且检测杆受限沿着钻孔的中心线方向跟随待测深层土体运动；第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，第一时刻先于第二时刻，第二图像中包括检测杆的顶端以及钻孔孔口。本申请实施例的方法，以检测杆的沉降量反映深层土体的沉降量，且利用图像处理技术即可确定待测深层土体的沉降量，不仅可以测量深层土体的沉降量，而且测量方案的实施灵活，测量效率高、成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量方法的流程示意图；

图3a、图3b、图3c是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量系统中检测杆的安装示意图；

图4是本发明实施例提供的一种摄像测量沉降量的原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种顶端位移量的计算原理示意图；

图6是本发明实施例提供的一种相机与地表面之间的夹角的计算原理示意图；

图7a、图7b是本发明实施例提供的一种标志物的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量装置的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量设备的结构示意图。

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。

应当理解，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

现有技术中，无法监测地表硬化层下部的土体沉降情况，因此，本申请提出一种深层土体沉降测量方法，用于测量深层土体的沉降量，有效监控由于地下隧道、管廊、基坑、煤层井下开采等地下空间工程建设引起的深层土体与地表之间相对沉降情况，帮助提高地面塌陷预警的准确度和实时性，不仅可以测量深层土体的沉降量，而且测量方案的实施灵活，测量效率高、成本低。

下面请参考图1，图1是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量系统的结构示意图；其中，深层土体沉降测量系统100包括：

检测杆101，放置于钻孔，钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，检测杆经由钻孔与待测深层土体接触，且检测杆受限沿着钻孔的中心线方向跟随待测深层土体运动。

相机102，用于拍摄第一图像和第二图像，第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，第一图像中包括检测杆的顶端以及钻孔孔口；第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，第一时刻先于第二时刻，第二图像中包括检测杆的顶端以及钻孔孔口。其中，相机102可以理解为图像采集设备，具体可以采用ccd相机或cmos相机等来实现。第一位置和第一位置可以相同，也可以不同。

处理器103，用于执行深层土体沉降测量方法200，参考图2，图2是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量方法的流程示意图，方法200包括以下步骤：

201：根据第一图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离；根据第二图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第二垂直距离；

202：根据第一垂直距离和第二垂直距离，确定待测深层土体的沉降量。

具体地，由于第一垂直距离和第二垂直距离分别是根据第一时刻和第二时刻采集的图像确定的垂直距离，根据二者可以确定第一时刻和第二时刻之间，待测深层土体发生的沉降量，即沉降量为第二垂直距离减去第一垂直距离的差值。

本申请实施例的方法，以检测杆的沉降量反映深层土体的沉降量，且利用图像处理技术即可确定待测深层土体的沉降量，不仅可以测量深层土体的沉降量，而且测量方案的实施灵活，测量效率高、成本低。

本实施例中，钻孔的横截面可以是圆形、方形、多边形等形状，不做特别限定。而检测杆为具有一定刚度的杆，例如钢筋、木杆、塑料杆等，其横截面也可以是圆形、方形、多边形等形状，不做特别限定。

在一个可能的实施例中，深层土体沉降测量系统100还包括限位装置，用于限制检测杆沿着钻孔的中心线方向跟随待测深层土体运动。限位装置的具体结构可以有多种，不做特别限定。在一个可能的实施例中，深层土体沉降测量系统100还包括用于封闭钻孔的透光保护盖，其在起到保护作用的同时也能保证相机能够拍摄到检测杆的顶部。透光保护盖的形状可以是圆形、方形、多边形等形状，透光保护盖的形状可以是与钻孔的孔口形状相同，也可以是不同的，例如，钻孔孔口是圆形的，透光保护盖是圆形的；也可以是钻孔孔口是方形的，透光保护盖是圆形的。

本实施例中，参考图3a、图3b、图3c，图3a、图3b、图3c是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量系统中检测杆的安装示意图；其中，图3a中，以检测杆为钢筋为例，在地表面钻一定尺寸的孔洞，将地表硬化层打穿，形成一定深度h的空心体，即钻孔304，再将一定直径的钢筋301插入深层的土层中，即深层土体306中；这样，可以钢筋301的沉降量反映深层土体306的沉降量，并在地表面加设透光保护盖305，起到保护作用，消除钻孔304对地面交通或行人产生的安全风险。另外，本实施例中，限位装置为一中心挖空，且与钻孔304配合实现限位的空心件302，检测杆如钢筋301穿过空心件302的空心位置插入深层土体306中，这样，可以保证钢筋301在下沉过程中始终处在钻孔304的中心线上。关于钻孔和透光保护盖的不同组合形式如图3a、图3b、图3c所示，其中，图3a中，钻孔304的横截面和透光保护盖305均为圆形；而图3b中，钻孔304的横截面为圆形，而透光保护盖305为方形；而图3c中，钻孔304的横截面为方形，而透光保护盖305为圆形。

在一个可能的实施例中，深层土体沉降测量方法200中，根据包括检测杆的顶端和钻孔的第三图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第三垂直距离，具体包括：

根据第三图像中检测杆的顶端与钻孔的中心点之间的像素距离，以及物面分辨率确定第三图像所敏感到的检测杆的顶端位移量δd′；

根据顶端位移量和拍摄第三图像时相机与地表面之间的夹角，确定第三垂直距离δd；其中，第三图像为第一图像时，对应地，第三垂直距离为第一垂直距离；第三图像为第二图像时，对应地，第三垂直距离为第二垂直距离。

具体地，确定第一垂直距离和第二垂直距离的方法和确定第三垂直距离的方法相同，以确定第三垂直距离为例进行说明。参考图4，图4是本发明实施例提供的一种摄像测量沉降量的原理示意图；其中，假设p0为沉降前的检测杆403的顶端位置，p1为沉降后的顶端位置，p1'为沉降后顶端在图像中的位置。记δd为检测杆403的顶端相对于地表面402的第三垂直距离，δd′为相机401所敏感到的检测杆403的顶端位移量，也即第三图像所敏感到的检测杆403的顶端位移量，如图4所示，二者存在以下三角关系：

δd＝δd′·tanβ'(1)

在实际监测时，由于相机401与检测杆403的距离远大于钻孔404的管口直径，因此有β'≈β，则：

δd＝δd′·tanβ′≈δd′·tanβ(2)

式(2)中，β为相机与地表面之间的夹角。

因此，在确定第三图像对应的第三垂直距离时，只需要获得第三图像对应的拍摄时刻的相机与地表面之间的夹角β，以及顶端位移量δd′即可以确定对应的第三垂直距离。

进一步地，在获取顶端位移量δd′时，以钻孔的横截面形状为圆形为例，参考图5，图5是本发明实施例提供的一种顶端位移量的计算原理示意图；相机在任一位置对检测杆进行成像，在相机所得的图像中，钻孔501的圆形孔口成像为椭圆，且由于检测杆被限制沿着钻孔的中心线运动，则检测杆的顶端始终处在椭圆的短轴上。因此，由图像亚像素定位技术处理方法可提取出图像中椭圆的长半轴和短半轴的像素尺寸，分别记为a和b，也可提取出椭圆的中心像素坐标p，以及相机成像时刻(记为ti时刻)检测杆的顶端的像素坐标p1'，从而得到两点之间的像素距离δd′i。其中，图像亚像素定位技术包括：数字图像相关法(digitalimagecorrelationdic)，又称数字散斑相关法，以及最小二乘匹配法等技术。dic法包括自适应模板相关滤波法、自适应阈值重心法、灰度图拟合法等。

因为检测杆下降时是沿着椭圆的短轴运动的，因此，本实施例中，通过椭圆短半轴的像素尺寸b和钻孔501的圆形孔口的物理半径r，可标定出相机的放大倍数也即物面分辨率k。

k＝r/b(3)

进而，根据物面分辨率k和像素距离δd′i可得到ti时刻，相机所敏感到的顶端位移量δd′：

δd′＝k·δd′i(4)

在一个可能的实施例中，当钻孔孔口为圆形时，相机与地表面之间的夹角β为圆形孔口成像后的椭圆的短半轴b和长半轴a之间的比值的反正弦函数值，即β＝arcsin(b/a)。参考图6，图6是本发明实施例提供的一种相机与地表面之间的夹角的计算原理示意图；其中，钻孔孔口在相机601的视场604内，相机601垂直拍摄钻孔孔口时，钻孔的孔口直径603在像面602上的成像尺寸为2a；相机601倾斜一定角度拍摄钻孔孔口时，此时，钻孔的孔口直径603在像面602上的成像尺寸为2b。接着，根据图6可以得到以下关系：

a·sinβ+a·cosβ·(b/f)＝b(5)

式(5)中，a为钻孔的孔口成像为椭圆后的长半轴长度(单位：pixel)；b为钻孔的孔口成像为椭圆后的短半轴长度(单位：pixel)；f为等效焦距。

由于b/f的值是一个小量，则(5)式可简写为：

a·sinβ＝b(6)

从而得到相机与地表面之间的夹角为：

β＝arcsin(b/a)(7)

另外，获取a和b有两种方法，第一种，相机垂直拍摄钻孔孔口，可以根据钻孔孔口的图像确定a；再利用相机倾斜一定角度拍摄钻孔孔口，可以根据钻孔孔口的图像确定b。第二种方法，直接利用相机倾斜一定角度拍摄钻孔孔口，可以根据钻孔孔口的图像确定a和b。

将式(4)、式(7)带入式(2)中，可得ti时刻，检测杆的顶端与地表面的第三垂直距离δdi：

δdi＝k·δd′i·(b/(a²-b²))(8)

值得指出的是，上述方法中，在确定第三垂直距离时，利用的是第三图像中检测杆的顶端和钻孔孔口的图像特征，此外，也可以是利用检测杆的顶端和透光保护盖的图像特征来确定第三垂直距离。具体地，在利用第三图像确定像素距离和夹角β时，利用的是钻孔的圆形孔口特征，当钻孔的横截面不是圆形时，可以利用圆形的透光保护盖来确定像素距离和夹角β，此时，像素距离为第三图像中检测杆的顶端与透光保护盖的中心点之间的像素距离，具体的处理方法和圆形钻孔的确定方法相同，不再赘述。

在一个可能的实施例中，为了进一步确保透光保护盖或钻孔的轮廓能在相机拍摄的图像中清晰呈现，深层土体沉降测量系统100中，还可以在透光保护盖的轮廓周围可以布置一圈合作标志，也可仅仅布置若干个合作标志，在利用透光保护盖的图像特征确定沉降量时，可以根据透光保护盖的轮廓周围的合作标志的特征，用相关算法拟合出椭圆形状，进而完成后续确定第一垂直距离和第二垂直距离的步骤。深层土体沉降测量系统100中，还可以在钻孔孔口的轮廓周围布置一圈合作标志，也可仅仅布置若干个合作标志，同样地，在利用钻孔孔口的图像特征确定沉降量时，可以根据钻孔孔口的轮廓周围的合作标志的特征，用相关算法拟合出椭圆形状，进而完成后续确定第一垂直距离和第二垂直距离的步骤。

其中，合作标志可以是发光或不发光的，选用发光的合作标志时，可以采用红外发光标志；而选用不发光的合作标志时，可以利用合作标志自身的物理特征，能被相机捕捉到即可。

在一个可能的实施例中，参考图3a，深层土体沉降测量系统100还包括设置在检测杆的顶端的发光或不发光的标志物303。当检测杆的顶端设置有发光或不发光的标志物时，上述描述中的像素距离可以为第三图像中标志物与钻孔孔口或透光保护盖的中心点之间的像素距离。

其中，标志物可以是检测杆的顶端的自然特征，或红外发光标志，或可见光发光标志，或者被动反光标志，依靠反射日光或其他光源进行成像。被动反光标志可以是圆形，也可以是对顶角(如图7a)，或十字丝(如图7b)或其他易于识别的形状。本实施例中，标志物优选为红外发光标志，以满足全天时测量需求；将红外发光标志固定在钢筋顶端，可以保证在夜间环境下也能进行稳定的沉降监测，并且红外光不会影响行车安全。发光的标志物所用到的电池、线路等可以封装在空心件302的内部，起到防水防尘等附加作用，又可以重复使用。

在一个可能的实施例中，深层土体沉降测量系统100中可以不只使用一个相机。例如，可以利用多个相机同时拍摄一个检测杆，然后不同相机分别得到测量结果，然后计算多个测量结果的平均值作为该检测杆最终的测量结果。又或者，多个相机同时拍摄大范围的深层土体中不同的检测杆，可以有效提高对深层土体的沉降监测效率。

本发明实施例的方法可允许相机在任何位置进行图像拍摄(只要保证相机的倾斜角度可捕捉到检测杆的顶端或顶端的标志物，以及钻孔孔口或保护盖的轮廓即可)，可允许相机在前后两个时刻拍摄时的位置不同，测量精度也不因前后两次图像采集时采集设备位置不同而下降，消除了传统基于视觉的测量方法需要相机自身稳定的前提条件，因此，可以将相机装载到任何载体上，可以是固定位置、可以是移动载体(车载或无人机载等)，也可以是由工作人员手持相机拍摄，无需校正相机。因此，本发明实施例的方案具有简易、便携、灵活的优势，有效拓展了摄像测量技术的应用范围和解决实际工程问题的能力，具有重要的理论研究意义和广泛的应用前景。

另外，本发明实施例的测量方法为一种深层土体与地表之间相对沉降的摄像监测方法，属于精密光学测量方法，系统数字化程度高，在发挥摄像测量技术精度高、非接触、成本低等优点的同时，通过获取(钻孔孔口或透光保护盖)和(检测杆的顶端或顶端的标志物)的相对关系构建沉降测量方程，可以解决基于视觉的测量方法需要相机自身稳定的难题，因此，监测过程极其简易、便携和灵活，极大提高了深层土体沉降的监测水平，具有广泛的应用前景。

基于上述深层土体沉降测量系统实施例的描述，本发明实施例还公开了一种深层土体沉降测量装置，参考图8，图8是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量装置的结构示意图，所述深层土体沉降测量装置800包括；

第一确定模块801，用于根据第一图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离，第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，第一图像中包括检测杆的顶端以及用于放置检测杆的钻孔孔口，其中，钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，检测杆经由钻孔与待测深层土体接触，且检测杆受限沿着钻孔的中心线方向跟随待测深层土体运动；

第二确定模块802，用于根据第二图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第二垂直距离，第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，第一时刻先于第二时刻，第二图像中包括检测杆的顶端以及钻孔孔口；

第三确定模块803，用于根据第一垂直距离和第二垂直距离，确定待测深层土体的沉降量。

在一个可能的实施例中，深层土体沉降测量装置中，根据包括检测杆的顶端和钻孔孔口的第三图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第三垂直距离，具体包括：

根据第三图像中检测杆的顶端与钻孔孔口的中心点之间的像素距离，以及物面分辨率确定第三图像所敏感到的检测杆的顶端位移量；

根据顶端位移量和拍摄第三图像时相机与地表面之间的夹角，确定第三垂直距离；其中，第三图像为第一图像时，对应地，第三垂直距离为第一垂直距离；第三图像为第二图像时，对应地，第三垂直距离为第二垂直距离。

在一个可能的实施例中，钻孔孔口为圆形时，相机与地表面之间的夹角为钻孔孔口成像后的椭圆的短半轴和长半轴之间的比值的反正弦函数值。

在一个可能的实施例中，第一图像中还包括用于封闭钻孔的透光保护盖。

在一个可能的实施例中，透光保护盖为圆盖，像素距离为第三图像中检测杆的顶端与圆盖的中心点之间的像素距离。

在一个可能的实施例中，检测杆的顶端设置有发光或不发光的标志物时，像素距离为第三图像中标志物与钻孔孔口或圆盖的中心点之间的像素距离。

值得指出的是，其中，深层土体沉降测量装置的具体功能实现方式可以参见上述深层土体沉降测量系统的描述，这里不再进行赘述。深层土体沉降测量装置中的各个单元或模块可以分别或全部合并为一个或若干个另外的单元或模块来构成，或者其中的某个(些)单元或模块还可以再拆分为功能上更小的多个单元或模块来构成，这可以实现同样的操作，而不影响本发明的实施例的技术效果的实现。上述单元或模块是基于逻辑功能划分的，在实际应用中，一个单元(或模块)的功能也可以由多个单元(或模块)来实现，或者多个单元(或模块)的功能由一个单元(或模块)实现。

基于上述系统实施例以及装置实施例的描述，本发明实施例还提供一种深层土体沉降测量设备。

请参见图9，是本发明实施例提供的一种深层土体沉降测量设备的结构示意图。如图9所示，上述的深层土体沉降测量装置可以应用于所述深层土体沉降测量设备900，所述深层土体沉降测量设备900可以包括：处理器901，网络接口904和存储器905，此外，所述深层土体沉降测量设备900还可以包括：用户接口903，和至少一个通信总线902。其中，通信总线902用于实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口903可以包括显示屏(display)、键盘(keyboard)，可选用户接口903还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口904可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器905可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器905可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器901的存储装置。如图9所示，作为一种计算机存储介质的存储器905中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及设备控制应用程序。

在图9所示的深层土体沉降测量设备900中，网络接口904可提供网络通讯功能；而用户接口903主要用于为用户提供输入的接口；而处理器901可以用于调用存储器905中存储的设备控制应用程序，以实现：

根据第一图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第一垂直距离，第一图像为第一时刻于第一位置拍摄的图像，第一图像中包括检测杆的顶端以及用于放置检测杆的钻孔孔口，其中，钻孔为地表向待测深层土体开设的竖向孔，检测杆经由钻孔与待测深层土体接触，且检测杆受限沿着钻孔的中心线方向跟随待测深层土体运动；

根据第二图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第二垂直距离，第二图像为第二时刻于第二位置拍摄的图像，第一时刻先于第二时刻，第二图像中包括检测杆的顶端以及钻孔孔口；

根据第一垂直距离和第二垂直距离，确定待测深层土体的沉降量。

在一个实施例中，处理器901在执行根据包括检测杆的顶端和钻孔孔口的第三图像确定检测杆的顶端相对于地表面的第三垂直距离时，具体执行以下步骤：

根据第三图像中检测杆的顶端与钻孔孔口的中心点之间的像素距离，以及物面分辨率确定第三图像所敏感到的检测杆的顶端位移量；

根据顶端位移量和拍摄第三图像时相机与地表面之间的夹角，确定第三垂直距离；其中，第三图像为第一图像时，对应地，第三垂直距离为第一垂直距离；第三图像为第二图像时，对应地，第三垂直距离为第二垂直距离。

在一个实施例中，钻孔孔口为圆形时，相机与地表面之间的夹角为钻孔孔口成像后的椭圆的短半轴和长半轴之间的比值的反正弦函数值。

在一个实施例中，第一图像中还包括用于封闭钻孔的透光保护盖。透光保护盖为圆盖，像素距离为第三图像中检测杆的顶端与圆盖的中心点之间的像素距离。

在一个实施例中，检测杆的顶端设置有发光或不发光的标志物时，像素距离为第三图像中标志物与钻孔孔口或透光保护盖的中心点之间的像素距离。

应当理解，本发明实施例中所描述的深层土体沉降测量设备900可执行前文所述深层土体沉降测量方法，也可执行前文所述深层土体沉降测量装置的描述，在此不再赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。

此外，这里需要指出的是：本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，且所述计算机存储介质中存储有前文提及的深层土体沉降测量装置所执行的计算机程序，且所述计算机程序包括程序指令，当处理器执行所述程序指令时，能够执行前文所述深层土体沉降测量方法的描述，因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本发明所涉及的计算机存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。