基于图像处理的护坡结构变形检测方法和系统与流程

本发明涉及图像处理的，特别涉及一种基于图像处理的护坡结构变形检测方法和系统。

背景技术：

1、护坡结构是一种用于边坡稳定和风化保护的结构，常常用于道路、水利工程、建筑工程等领域。对护坡结构的监测和预警可以及时发现结构变形和破坏，避免安全事故发生。在土木工程和地质灾害防治领域，护坡结构的稳定性监测是一个关键问题。传统的监测方法依赖于物理传感器，如应变计、倾斜计或地下雷达等，来评估护坡的健康状况。这些技术能够提供准确的测量数据，但安装和维护成本较高，且对于广阔区域或难以接近的护坡结构来说，监测效率较低。

2、目前还出现了基于图像识别和数字图像处理技术的护坡变形检测。该方案通过固定摄像机对护坡结构进行定期拍照，然后利用图像识别技术分析护坡的变形。这种方法主要依赖于对比不同时间点的图像，识别护坡表面的形态变化。尽管该技术在一定程度上提高了检测效率和减少了人为干预，但它仍受限于图像质量以及图像采集设备的影响，且难以对图像中的微小变化进行精确的量化分析。

3、上述方案中，不同设备参数和图像采集方式的差异会导致监测结果不同，目前缺乏有效的图像修正机制，现有技术难以准确量化微小的结构变化，特别是在复杂的实际应用环境中，会造成检测结果不准确。

技术实现思路

1、本发明的主要目的为提供一种基于图像处理的护坡结构变形检测方法和系统，旨在克服目前缺乏有效的修正机制所造成的检测不准确的缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于图像处理的护坡结构变形检测方法，包括以下步骤：

3、基于图像采集设备采集护坡结构的护坡图像，提取所述护坡图像中的关键特征曲线；

4、获取所述图像采集设备的设备参数以及图像采集方式，并提取所述护坡图像的图像参数；

5、基于所述图像采集方式，在数据库中确定对应的修正检测模型；

6、将所述设备参数以及图像参数融合之后输入至修正检测模型中，得到修正参数；基于所述修正参数对预存的标准特征曲线进行实时修正，得到修正特征曲线；其中，所述修正参数包括对标准特征曲线的修正位置以及修正值；

7、将所述关键特征曲线与所述修正特征曲线进行对比，根据对比结果检测所述护坡结构是否发生变形。

8、进一步地，所述提取所述护坡图像中的关键特征曲线的步骤，包括：

9、通过计算机视觉算法对所述护坡图像进行图像识别，识别所述护坡图像中的多个关键特征点；

10、获取所述关键特征点的多个排布规则；其中，所述排布规则包括对应连接的关键特征点以及各个关键特征点连接顺序；

11、基于所述排布规则对所述关键特征点进行连接并进行曲线模拟，得到对应的关键特征曲线。

12、进一步地，所述基于所述排布规则对所述关键特征点进行连接并进行曲线模拟，得到对应的关键特征曲线的步骤，包括：

13、针对各个排布规则，获取所述排布规则涉及的各个关键特征点，作为目标特征点；

14、按照所述排布规则中关键特征点的连接顺序，依次将目标特征点进行连线，得到连接曲线；

15、采用曲线模拟算法，按照预设的曲线模拟参数对所述连接曲线进行曲线模拟，将所述连接曲线转换为平滑曲线，得到所述关键特征曲线。

16、进一步地，所述采集护坡结构的护坡图像的步骤，包括：

17、确定需要拍摄的护坡结构的区域，确保摄影范围覆盖所述护坡结构的全部区域；

18、根据所述护坡结构的特点和拍摄需求，配置摄影参数；所述护坡结构的特点包括所述护坡结构的面积，拍摄角度；

19、基于所述摄影参数进行全景拍摄，以获取护坡结构的全景图像，作为护坡图像。

20、进一步地，所述获取所述关键特征点的多个排布规则的步骤，包括：

21、获取所述护坡结构的坐标信息；

22、根据所述坐标信息在管理终端中匹配对应所述坐标信息的目标护坡结构数据库；其中，管理终端中存储有坐标信息与护坡结构数据库的映射关系；

23、基于所述管理终端以及所述目标护坡结构数据库，生成一个认证码；

24、获取所述护坡图像的拍摄参数，将所述拍摄参数输入至标准化函数中进行标准化处理，得到标准拍摄参数；

25、将所述标准拍摄参数与所述认证码共同发送至管理终端，通过所述管理终端基于所述标准拍摄参数与所述认证码生成一个提取码；

26、基于所述提取码，在所述目标护坡结构数据库检索各个规则文件的文件标识，提取出文件标识与所述提取码一致的规则文件；其中所述规则文件中包括各个关键特征点的多个排布规则。

27、进一步地，所述基于所述管理终端以及所述目标护坡结构数据库，生成一个认证码的步骤，包括：

28、获取所述管理终端的标识信息以及所述目标护坡结构数据库的标识信息；其中，所述管理终端的标识信息中包括多个字符；

29、获取所述管理终端中存储的第一数组；其中，所述第一数组中包括多个依次排列且互不相同的字符；

30、在所述第一数组中删除与所述标识信息中相同的字符，得到第二数组；

31、依序为所述第二数组中的字符分配一个对应的数字，得到数字-字符映射表；

32、获取所述目标护坡结构数据库的标识信息中包括的数字的数量，根据所述数字的数量确定所述目标护坡结构数据库的标识信息的分割规则，基于所述分割规则将所述目标护坡结构数据库的标识信息分割为多个互不相同的数字；

33、将所述多个互不相同的数字按照其在目标护坡结构数据库的标识信息中的顺序，构成第三数组；

34、基于所述数字-字符映射表对所述第三数组中的各个数字进行映射，映射得到对应的第四数组；所述第四数组中包括各个数字分别映射的字符；

35、将所述第四数组中的字符依序拼接，得到的字符串作为所述认证码。

36、进一步地，所述基于所述管理终端以及所述目标护坡结构数据库，生成一个认证码的步骤，包括：

37、获取所述管理终端的第一标识信息以及所述目标护坡结构数据库的第二标识信息；其中，所述第一标识信息为多个英文字符组合而成，所述第二标识信息为多个英文字符与多个数字间隔组合而成；

38、对所述第一标识信息以及所述第二标识信息中的英文字符进行求交计算，得到交集字符；

39、获取标准矩阵；其中，所述标准矩阵中包括由多个英文字符组成的矩阵；

40、基于所述交集字符对所述标准矩阵进行变换，得到变换矩阵；

41、获取所述第二标识信息中间隔的多个数字，并按照预设矩阵构成规则将所述第二标识信息中间隔的多个数字构成一个数字矩阵；

42、将所述数字矩阵与所述变换矩阵相乘，得到结果矩阵；将所述结果矩阵中各个位置处的字符进行组合，得到组合字符，作为所述认证码。

43、本发明还提供了一种基于图像处理的护坡结构变形检测系统，包括：

44、采集单元，用于基于图像采集设备采集护坡结构的护坡图像，提取所述护坡图像中的关键特征曲线；

45、获取单元，用于获取所述图像采集设备的设备参数以及图像采集方式，并提取所述护坡图像的图像参数；

46、确定单元，用于基于所述图像采集方式，在数据库中确定对应的修正检测模型；

47、修正单元，用于将所述设备参数以及图像参数融合之后输入至修正检测模型中，得到修正参数；基于所述修正参数对预存的标准特征曲线进行实时修正，得到修正特征曲线；其中，所述修正参数包括对标准特征曲线的修正位置以及修正值；

48、检测单元，用于将所述关键特征曲线与所述修正特征曲线进行对比，根据对比结果检测所述护坡结构是否发生变形。

49、本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。

50、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。

51、本发明提供的基于图像处理的护坡结构变形检测方法和系统，包括：基于图像采集设备采集护坡结构的护坡图像，提取所述护坡图像中的关键特征曲线；获取所述图像采集设备的设备参数以及图像采集方式，并提取所述护坡图像的图像参数；基于所述图像采集方式，在数据库中确定对应的修正检测模型；将所述设备参数以及图像参数融合之后输入至修正检测模型中，得到修正参数；基于所述修正参数对预存的标准特征曲线进行实时修正，得到修正特征曲线；其中，所述修正参数包括对标准特征曲线的修正位置以及修正值；将所述关键特征曲线与所述修正特征曲线进行对比，根据对比结果检测所述护坡结构是否发生变形。本发明中，引入修正检测模型，结合设备参数和图像参数，对标准特征曲线进行实时修正，克服目前缺乏有效的修正机制所造成的检测不准确的缺陷。