专利名称：一种大坝坝肩基点变形的监测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置及方法，特别涉及一种基于双目立体视觉原理的、实时监测大坝坝肩基点变形的方法及装置。
背景技术：
由于目前国内所涉及到大坝坝肩基点实时变形监测方面的装置和方法比较少，而且现有的测量方法有些过于复杂且测量精度不高，或者测量方式简单，不能精确的测量大坝基点的变形量，也不能进行准确的实时采集，给大坝监测人员对大坝坝肩基点的变形情况和安全性判断带来不便。
发明内容
本发明为了解决现有大坝坝肩基点变形监测方法复杂且测量精度不高的问题，提高大坝在使用中的安全性，提供了一种基于双目立体视觉原理的高精度，实时监测大坝坝肩基点变形的方法和装置。为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的一种大坝坝肩基点变形的监测方法，其特征在于，包括以下步骤1)在大坝坝肩基点装设光学成像测量系统，该光学成像测量系统的光源部分是由一个面光源构成的宽视场背景光源，成像测量部分包括左、右透镜，左、右光电器件；标定时垂线放置在左、右透镜光心连线的中垂线上，面光源上的光均勻投射在垂线上，经过左、右透镜在左、右光电器件的靶面上分别成像，根据双目立体视觉原理得出成像重心坐标与实际垂线重心位置的转换关系式，计算出垂线在测量场内的坐标位置，随着成像重心位置的变化，获得垂线位置的变化；当垂线移动时，成像都会随之移动，成像重心移动的距离通过公式变换就能得出垂线移动的实际距离，与初始位置相减，进而测出垂线位移；2)在测量之前要进行标定，基于双目立体视觉原理，通过标定确定出转换关系中的两组系数，标定时首先将垂线放置在测量场最前端的中点，将垂线在近标线上移动，不超过测量场边界，记录数据，之后将垂线移至远标线，不超过测量场边界，记录数据，求出近标线和远标线的直线方程，这就是标定的过程；3)标定完之后，进行测量时，选取垂线在测量场内的坐标为(X，y)，由于垂线经过镜头分别在左、右光电器件上面均能成像，所以两条光线的交叉点便是(X，y)，近标线和远标线分别表示为G = mx2+nx+l和D = ax2+bx+c，通过标定可以得出各个系数，所以测量场的远、近标线上的点都可以通过这两个式子求出来，当垂线位于测量场内任意位置时，该垂线与两个镜头的光心的连线的交叉点就是它在测量场内的实际坐标，其中左边透镜和垂线连线的直线方程可以表示为L :y = y0+λ (Yl-y0), χ = X0+ λ (X1-X0)和R : (y = y' ο+Δ (y' ry'。)，χ = χ'。+Δ (χ' rx'。))，通过计算可以得出 λ = Δ，而且
权利要求
1.一种大坝坝肩基点变形的监测方法，其特征在于，包括以下步骤1)在大坝坝肩基点装设光学成像测量系统，该光学成像测量系统的光源部分是由一个面光源作为宽视场背景光源，成像测量部分包括左、右透镜，左、右光电器件；标定时垂线放置在左、右透镜光心连线的中垂线上，垂线经过左、右透镜在左、右光电器件的靶面上分别成像，根据双目立体视觉原理得出成像重心坐标与实际垂线重心位置的转换关系式，计算出垂线在测量场内的坐标位置，随着成像重心位置的变化，获得垂线位置的变化；当垂线移动时，左右成像都会随之移动，成像重心移动的距离通过公式变换就能得出垂线移动的实际距离，与初始位置相减，进而测出垂线的位移；2)在测量之前要进行标定，基于双目立体视觉原理，通过标定确定出转换关系中的两组系数，标定时首先将垂线放置在测量场最前端的中点，将垂线在近标线上移动，不超过测量场边界，记录数据，之后将垂线移至远标线，不超过测量场边界，记录数据，求出近标线和远标线的直线方程，这就是标定的过程；3)标定完之后，进行测量时，选取垂线在测量场内的坐标为(χ，y)，由于垂线经过镜头分别在左、右光电器件上面均能成像，所以两条光线的交叉点便是(χ，y)，近标线和远标线分别表示为G = mx2+nx+l和D = ax2+bx+c，通过标定可以得出各个系数，所以测量场的远、近标线上的点都可以通过这两个式子求出来，当垂线位于测量场内任意位置时， 该垂线与两个镜头的光心的连线的交叉点就是它在测量场内的实际坐标，其中左边透镜和垂线连线的直线方程可以表示为L :y = y0+λ (Yl-y0), χ = χ0+λ (xrx0)和R : (y = y' ο+Δ (y' ry'。)，χ = χ' 0+Δ (χ' rx'。))，通过计算可以得出 λ = Δ，而且
2.如权利要求1所述的大坝坝肩基点变形的监测方法，其特征在于，所述测量场指的是100X IOOmm范围的正方形测量区域，其中正方形的中心位于两个透镜连线的中垂线上， 正方形底边与两个透镜的连线平行。
3.—种大坝坝肩基点变形的监测装置，其特征在于，包括设置在坝肩基点的光学成像测量系统，该光学成像测量系统的光源部分由一个面光源构成宽视场背景光源，成像测量部分包括左、右透镜，以及左、右光电器件；标定时垂线放置在左、右透镜光心连线的中垂线上，垂线经过左、右透镜在左、右光电器件的靶面上分别成像；光电器件通过控制装置和通讯装置与一个远程监测中心通过无线或有线方式实现同步接收及传递监测数据。
4.如权利要求3所述的大坝坝肩基点变形的监测装置，其特征在于，光学成像测量系统安装在底座上，该底座上设置有校准标志物，当更换光学成像测量系统时，监测装置通过所述校准标志物可以实现自校准。
全文摘要
本发明公开了一种大坝坝肩基点变形的监测方法及装置，其特征在于，在光路中放置一被测物时，利用背景光源，透过左右两个镜头，被测物分别在左右两个CCD器件上投射阴影，分别提取左右CCD靶面阴影重心坐标，根据双目立体视觉的原理得出阴影重心坐标与实际被测物左边位置的转换关系式，然后计算出被测物在测量范围内的坐标位置，随着阴影重心的位置的变化，就可以知道被测物的位置的变化。当坝体移动时，两个CCD靶面上的阴影都会随之移动，阴影重心移动的距离通过公式变换就能得出被测物移动的实际距离。
文档编号G01B11/16GK102538694SQ20121003209
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者霍海清, 马丹 申请人:霍海清, 马丹