危岩崩塌监测预警系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种监测报警技术领域，特别涉及一种危岩崩塌监测预警系统及方法。
【背景技术】
[0002]危岩崩塌一直以来都是影响道路安全、威胁周边居民生命财产安全的严重地质灾害，然而由于其存在突发性极强的特点，无法利用人工定期监测的方法实现对危岩体的预警或者第一时间报警；现有的自动化监测系统大多只能监测存在明显裂缝的危岩体，存在较大的监测局限性；部分被动监测型的监测系统通过在危岩体中下部挂网来进行监测，误报漏报可能性较大，施工安装难度大，并且监管人员无法直观了解现场的实际图像情况。
[0003]综上所述，有必要提供一种能结合危岩体变形监控设备对危岩体的状态实时监控，在出现异常时及时报警的危岩崩塌监测预警系统及方法，以解决现有技术存在的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种危岩崩塌监测预警系统及方法，采用危岩体变形监控设备和图像采集与分析装置对危岩体的突发变形进行监测，准确性高，施工安装方便。
[0005]本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
本发明提供了一种危岩崩塌监测预警系统:包括危岩体变形监控设备、图像采集与分析装置、云端服务器和报警装置，所述危岩体变形监控设备安装于待测危岩体上部后缘，用于监测待测危岩体上部裂缝变形情况并将裂缝变形情况发送到图像采集与分析装置，所述待测危岩体上部裂缝变形监测包括危岩体的突发变形和缓慢变形的数值变化；
所述图像采集与分析装置，用于对待测危岩体整体变形进行实时视频采集，并对所采集的危岩体变形图像进行分析，将分析后的数据传输至云端服务器；
所述报警装置用于接收云端服务器发送的报警命令，并发出报警信号。
[0006]进一步，所述危岩体变形监控设备包括突发变形监控设备和缓慢变形数值变化监控设备。
[0007]进一步，所述图像采集与分析装置包括摄像装置、图像分析装置和图像数据传输装置，所述摄像装置、图像分析装置和图像数据传输装置顺次连接，所述摄像装置至少包括两个激光摄像头，其中一个激光摄像头对待测危岩体上部进行实时视频图像监测，另一个激光摄像头对待测危岩体下部的道路进行实时视频图像监测；
图像分析装置，用于对所述视频图像数据进行分析和处理；
图像数据传输装置，用于将所述分析和处理后的图像数据上传到云端服务器。
[0008]进一步，所述图像分析装置包括视景采样模块，用于将危岩体作为目标对象进行视频图像米集；
参数提取模块，用于提取所述采集危岩体视频图像特征； 特征提取匹配识别模块，用于将所述提取的图像特征与模板库中存储的前一时段的图像特性进行匹配对比；
重点区域参数提取模块，用于提取重点区域的图像特征；
SVM识别模块，采用支持向量机来构造分类器，再将所述分类器进行并联，将多个分类器的输出结果融合，输出特征识别结果；
特征拟合识别结果模块，用于将SVM识别模块输出的特征识别结果与对比图像特征进行拟合对比，判断出危岩体裂缝变形数值。，
所述视景采样模块、参数提取模块、特征提取匹配识别模块、重点区域参数提取模块、SVM识别模块和特征拟合识别结果模块顺次连接。
[0009]进一步，所述报警装置内部设有无线接收模块用于接收云端服务器发送的命令。
[0010]本发明还包括一种危岩崩塌监测预警方法，具体包括以下步骤:
S1:确定监测区域，在监测区域的危岩体上安装危岩体变形监控设备，对危岩体的缓慢变形的数值变化和突发变形进行监控，在所述危岩体的对面安装图像采集与分析装置，对危岩体整体变形进行实时视频图像监测，如危岩体变形监控设备和/或图像采集与分析装置监测到危岩体发生突发变形出现崩塌现象，则执行S2 ;如监测到缓慢变形未出现崩塌现象，则执行S3 ；
S2:危岩体变形监控设备和图像采集与分析装置将突发变形图像上传到云端服务器，并标记出异常区域，云端服务器将报警命令发送到报警装置，报警装置发出报警信号；
S3:图像采集与分析装置根据图像分析估算法计算出缓慢变形数值。
[0011]进一步，所述危岩体变形监控设备包括突发变形监控设备和缓慢变形数值变化监控设备。
[0012]进一步，所述图像采集与分析装置包括摄像装置，所述摄像装置至少包括两个激光摄像头，其中一个激光摄像头对危岩体上部进行实时视频图像监测，另一个激光摄像头对危岩体下部的道路进行实时视频图像监测；
图像分析装置，用于对所述视频图像数据进行分析和处理；
图像数据传输装置，用于将所述分析和处理后的图像数据上传到云端服务器。
[0013]进一步，所述S3中所述图像分析估算法具体包括以下步骤:
5301:图像采集与分析装置对前一时刻摄像装置对危岩体的采集的图像进行特征分析，将获取到危岩体的颜色、纹理、形状和结构特征保存在模板库中成为对比图像；
5302:摄像装置再次采集危岩体图像，并对图像进行特征分析，与所述模板库中的对比图像进行特征匹配对比，如果匹配对比成功，则找到危岩体的关键参数信息；
S303:对所述危岩体上部的图像数据进行特征提取，与所述模板库中的对比图像进行SVM分类判断，实现特征拟合并判断出危岩体裂缝变形数值。
[0014]进一步，所述报警装置内部设有无线接收模块用于接收云端服务器发送的命令。
[0015]本发明的有益效果:
本发明的危岩崩塌监测预警系统，包括危岩体变形监控设备、图像采集与分析装置和报警装置。通过在危岩体上部安装危岩体变形监控设备，在危岩体对面的道路边上安装图像采集与分析装置，危岩体变形监控设备可对危岩体的上部进行危岩体突发变形和缓慢变形数值变化进行监控，图像采集与分析装置可对危岩体远距离对危岩体整体变形和对道路上是否有落下的岩体进行监控，如果危岩体变形监控设备和/或图像采集与分析装置监测到危岩体的突发变形，则向云端服务器发送图像信息，云端服务器则控制报警装置发出报警信号通知附近的人和车辆注意安全。如果是细微变形，则将细微变形图像发到图像分析装置进行分析处理，工作人员会对这部分的危岩体重点监测。本发明通过采用在危岩体重点区域进行双重监控，只要其中一个设备发回突发变形图像，则会发出预警，工作人员会查看是否有危岩崩塌情况，提高监测的准确度。在危岩体上部安装危岩体变形监控设备，安装施工方便。并且对危岩体的缓慢变形进行监控分析，估算出变形数值大小，可以提前让工作人员注意发生缓慢变形的部位变形情况。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0017]图1为本发明实施例1的原理框图。
[0018]图2为本发明实施例1的图像分析装置的原理框图。
[0019]图3为本发明实施例2的主流程图。
[0020]图4为本发明实施例2的图像分析估算法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下将结合附图对本发明进行详细说明，
实施例1
如图1所示，本发明的危岩崩塌监测预警系统，包括危岩体变形监控设备，所述监控设备安装于待测危岩体上部后缘，用于监测待测危岩体上部的裂缝变形情况，所述待测危岩体上部的裂缝变形监测包括危岩体的突发变形和缓慢变形的数值变化；
图像采集