一种边坡的监测系统和监测方法

本发明涉及边坡测量，尤其涉及一种边坡的监测系统和监测方法。

背景技术：

1、我国是个多山的国家，如果出现山体滑坡事故，不仅造成了大量的财产损失，而且严重威胁到了人类的生命安全，对社会造成严重的影响。同时，随着我国工程建设的发展，各地区出现了大量的边坡工程，但随着环境、天气的变化，许多边坡逐渐失稳，易产生滑坡，给道路、村镇、矿区等设施造成破坏，同样严重危害着人类的生命财产安全。

2、边坡是指自然形成的由岩石和土层组成的具有一定坡度的坡面或为保证路基稳定，在路基两侧人工做成的坡面。因此，滑坡灾害的防治刻不容缓，边坡变形的监测成为滑坡预防的重要措施之一，对了解边坡变形行为和破坏机制都具有重要意义。

3、边坡变形是三维的，目前获得边坡三维模型主要是三维激光扫描和高空航拍。其中，三维激光扫描虽然能够得到高精度的边坡三维模型，但激光扫描设备昂贵、灵活性差；高空航拍灵活性差、成本高、飞行手续繁琐、影像受云层影响大。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、鉴于此，本发明提供的一种边坡的监测系统和监测方法，能够采集边坡图像后进行三维模型重建，其中监测结构更加简单，操作更加简单方便，各部件的购置成本低，提高监测系统的经济性，同时，不会受到天气影响，可以随时采集边坡的图像数据，提高边坡三维建模的效率。

3、具体而言，包括以下的技术方案：

4、一方面，本发明提供了一种边坡的监测系统，用于边坡的三维重建，所述监测系统包括：

5、监测装置，设置于边坡旁，所述监测装置包括图像采集单元，所述图像采集单元的摄像头对准所述边坡；

6、控制器，与所述监测装置通讯连接，所述控制器用于控制所述监测装置的工作；

7、远程终端，与所述图像采集单元通讯连接，所述远程终端用于接收所述图像采集单元采集的图像数据，远程终端根据所述图像数据获得边坡的三维模型。

8、可选地，所述监测系统还包括：

9、三维重建单元，设置于所述远程终端内，所述三维重建单元根据所述图像数据获得边坡的三维模型。

10、可选地，所述监测装置还包括：

11、防水盒，所述防水盒上固定设有盒盖，所述盒盖朝向所述边坡的一侧，所述盒盖上设有观察孔，所述图像采集单元设置于所述防水盒内，所述图像采集单元的摄像头对准所述观察孔，所述防水盒朝向地面的一侧设有安装孔；

12、支撑杆，通过旋转组件设置于所述安装孔内，所述支撑杆为伸缩杆。

13、可选地，所述旋转组件包括：

14、电机：所述电机的固定端与所述支撑杆固定连接，所述电机的输出轴设置于所述安装孔内，所述电机与所述控制器通讯连接；

15、减震圈，设置于所述安装孔和所述输出轴之间。

16、可选地，所述监测装置还包括：

17、滑道，设置于所述防水盒内，所述滑道与所述地面平行设置，所述图像采集单元通过电滑块设置于所述滑道内，所述电滑块与所述控制器通讯连接。

18、可选地，所述监测装置还包括：

19、夹持组件，设置于所述图像采集单元和所述电滑块之间，所述夹持组件用于夹紧所述图像采集单元，所述夹持组件和所述电滑块之间还设有减震单元。

20、可选地，所述夹持组件包括：

21、底板，包括第一底板和第二底板，所述第一底板外套于所述第二底板上，所述第一底板和所述第二底板通过弹性件连接，所述底板与所述电滑块固定连接；

22、夹持板，包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板垂直设置于所述第一底板上，所述第二夹持板垂直设置于所述第二底板上，所述第一夹持板和所述第二夹持板夹持所述图像采集单元。

23、可选地，所述监测装置还包括：

24、移动电源，固定设置于所述防水盒内，所述移动电源与所述图像采集单元电连接。

25、可选地，所述监测系统还包括：

26、滑轨，多个所述滑轨平行设置于地面上，所述滑轨与所述边坡相对设置，多个所述监测装置设置在所述滑轨上。

27、另一方面，本发明提出了一种边坡的监测方法，所述监测方法包括以下步骤：

28、将多个监测装置放置于所需位置；

29、确认所述监测装置与控制器、所述监测装置与远程终端是否连接完成，完成连接进入下一步，未完成则重新连接；

30、所述控制器控制所述图像采集单元开始采集，并将采集的图像数据传输至所述远程终端内；

31、根据所述图像数据获得边坡的三维模型。

32、本发明实施例提供的一种边坡的监测系统，用于边坡的三维重建，监测系统包括根据需要固定在边坡旁的装置，通过监测装置内的图像采集单元进行边坡的图像采集，通过控制器控制图像采集单元的采集启动和图像数据的传输，通过远程终端接收图像采集单元采集的图像数据，并对图像数据进行处理获得边坡的三维模型，通过相邻两个时刻的三维模型的差值获得边坡的局部破坏情况和落石体积，根据边坡的局部破坏情况和落石体积，对边坡进行后续操作，本申请的监测系统结构更加简单，一方面对工作人员的专业要求不高，操作更加简单方便，另一方面各部件的购置成本低，提高监测系统的经济性，同时，不会受到天气影响，可以随时采集边坡的图像数据，提高边坡三维建模的效率。

33、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种边坡的监测系统，用于边坡的三维重建，其特征在于，所述监测系统包括：

2.根据权利要求1所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：

3.根据权利要求1所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测装置还包括：

4.根据权利要求3所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述旋转组件包括：

5.根据权利要求3所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测装置还包括：

6.根据权利要求5所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测装置还包括：

7.根据权利要求6所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述夹持组件包括：

8.根据权利要求3所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测装置还包括：

9.根据权利要求1所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：

10.一种边坡的监测方法，利用权利要求1至9中任一项所述的边坡的监测系统，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种边坡的监测系统和监测方法，用于边坡的三维重建，该监测系统包括：监测装置，设置于边坡旁，监测装置包括图像采集单元，图像采集单元的摄像头对准边坡；控制器，与监测装置通讯连接，控制器用于控制监测装置的工作；远程终端，与图像采集单元通讯连接，远程终端用于接收图像采集单元采集的图像数据，远程终端根据图像数据获得边坡的三维模型。结构更加简单，一方面对工作人员的专业要求不高，操作更加简单方便，另一方面各部件的购置成本低，提高监测系统的经济性，同时，不会受到天气影响，可以随时采集边坡的图像数据，提高边坡三维建模的效率。

技术研发人员：方堃,唐辉明,安鹏举,金艺航
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15