(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210443909.9 (22)申请日 2022.04.26 (71)申请人 无锡途因思网络信息技 术有限公司 地址 214104 江苏省无锡市锡山区安 镇街 道山河路5 0号浙大网新9-10幢2 楼 (72)发明人 张一鸣　王雪雅　冯春　 (74)专利代理 机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 专利代理师 赵红霞 (51)Int.Cl. G01B 21/32(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 17/20(2006.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/74(2022.01)G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 一种高堆石坝 坝体变形的监测系统 (57)摘要 本发明属于坝体结构监测技术领域， 公开了 一种高堆石坝坝体变形的监测系统， 高堆石坝坝 体变形的监测系统包括： 图像采集模块、 数据采 集模块、 监测点确定模块、 监测点布置模块、 中央 控制模块、 位移监测模块、 雷达监测模块、 监测数 据预处理模块、 三维模型构建模块、 分析模块、 预 警模块以及显示模块。 本发明从图像、 位移及雷 达三种数据层面对高堆石坝 进行变形监测， 获得 的数据结果全面完整， 提高了监测结果的准确性 及可靠性， 实现了对高堆石坝坝体变形及时、 全 面的监控， 并可根据情况及时发出警报， 提醒工 作人员， 以避免大型事故的发生， 提高了工程的 安全性。 此外， 由于本发明依靠智能手段进行数 据分析， 避免了 计算误差对结果的不利影响。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114894149 A 2022.08.12 CN 114894149 A 1.一种高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述高堆石坝坝体变形的监测系 统包括： 图像采集模块、 数据采集模块、 监测点确定模块、 监测点布置模块、 中央控制模块、 位移 监测模块、 雷达监测模块、 监测数据预 处理模块、 三 维模型构建模块、 分析模块、 预警模块以 及显示模块； 图像采集模块， 与中央控制模块连接， 用于利用摄像设备采集高堆石坝坝体的图像数 据； 位移监测模块， 与中央控制模块连接， 用于利用设置于位移监测点的位移传感器进行 坝体的位移监测； 雷达监测模块， 与中央控制模块连接， 用于利用设置于雷达监测点的星载合成孔径雷 达进行坝体的结构监测； 监测数据预处理模块， 与中央控制模块连接， 用于对采集的相关位移监测数据以及雷 达监测数据进行 预处理； 所述监测数据预处 理模块对 采集的相关位移监测数据进行处 理包括： 检验所述采集的位移数据中是否存在具有明显误差的数据； 若存在， 则对所述具有明 显误差的数据进行剔除； 同时检验所述采集的位移数据中是否存在随机误差数据； 若存在， 则利用下式对所述 随机误差数据进行 校正； 其中， Q表示位移数据误差的方差 ‑协方差矩阵； M表示不含显著误差的位移数据的向 量； 表示校正 值； 三维模型构建模块， 与中央控制模块连接， 用于基于采集的坝体的图像以及获取的坝 体的构筑信息构建高堆石坝的三维模型； 分析模块， 与中央控制模块连接， 用于基于构建的三维模型结合预处理后的位移监测 数据以及雷达监测数据进行分析判断坝体是否变形； 预警模块， 与中央控制模块连接， 用于利用报警器当坝体出现变形时或监测数据出现 多个异常时进行报警。 2.如权利要求1所述高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述高堆石坝坝体变 形的监测系统还 包括： 数据采集模块， 与中央控制模块连接， 用于采集高堆石坝的地质、 构筑数据以及其他数 据； 监测点确定模块， 与中央控制模块连接， 用于基于采集的高堆石坝的地质、 构筑数据以 及其他数据确定对应的位移、 雷达监测点的位置； 监测点布置模块， 与中央控制模块连接， 用于基于确定的监测点的位置进行监测点的 布置； 中央控制模块， 与图像采集模块、 数据采集模块、 监测点确定模块、 监测点布置模块、 位 移监测模块、 雷达监测模块、 监测数据预 处理模块、 三 维模型构建模块、 分析模块、 预警模块 以及显示模块连接， 用于利用单片机或控制器控制各个模块 正常工作；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114894149 A 2显示模块， 与中央控制模块连接， 用于显示采集的图像、 位移监测数据、 雷达监测数据、 构建的三维模型、 变形分析 结果以及报警信息 。 3.如权利要求1所述高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述监测数据 预处理 模块对采集的雷达监测数据进行 预处理包括： 获取采集的雷达监测数据， 基于所述获取的雷达监测数据构建对应的测量校正模型； 利用所述构建的测量校正模型结合确定的雷达的时钟漂移量对雷达监测数据进行校 正处理。 4.如权利要求3所述高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述雷达的时钟漂移 量确定过程包括： 通过有源定标器获取雷达的脉冲信号， 并基于所述脉冲信号确定有源定 标器距离抛物线和星载 雷达距离抛物线， 得到雷达的时钟漂移量。 5.如权利要求1所述高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述三维模型构建模 块基于采集的坝体图像以及获取的坝体构筑信息构建高堆石坝三维模型包括： 获取采集的坝体图像数据， 并对所述图像数据进行去噪与二值化处理； 提取所述二值 化处理后的坝体图像的特 征； 同时进行 特征匹配； 根据所述提取的坝体图像特征以及特征匹配结果构建坝体初步三维模型； 提取所述坝 体的构造信息的各类参数以及结构； 基于所述提取的各类参数以及结构对所述坝体初步三维模型进行修正； 对所述修正后 的坝体三维模型进行网格化处 理、 边缘修复以及投影优化， 即可 得到高堆石坝的三维模型。 6.如权利要求5所述高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述提取所述二值化 处理后的坝体图像的特 征包括： 将所述二值化处理的坝体图像进行分割， 得到多个有效区域的坝体图像数据； 分别对所述多个有效区域的图像数据进行图像特征提取， 得到初步特征图； 同时对多 个有效区域的初步特 征图进行复合特 征提取， 得到每 个有效区域的特 征信息； 将所述多个有效区域的特 征信息进行融合， 即可 得到所述坝体图像的特 征信息。 7.如权利要求6所述高堆石坝坝体变形的监测系统， 其特征在于， 所述将所述二值化处 理的坝体图像进行分割包括： 采用自适应阈值的方式进行坝体图像的分割。 8.一种信息数据处理终端， 其特征在于， 所述信息数据处理终端用于实现如权利要求 1‑7任意一项所述高堆石坝 坝体变形的监测系统。 9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品， 包括计算机可读程序， 供于电子 装置上执行时， 提供用户输入接口以便应用如权利要求1 ‑7任意一项所述高堆石坝坝体变 形的监测系统。 10.一种计算机可读存储介质， 储存有指令， 当所述指令在计算机上运行时， 使得计算 机应用如权利要求1 ‑7任意一项所述高堆石坝 坝体变形的监测系统。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114894149 A 3