长江水利委员会长江科学院朱杰兵获国家专利权
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龙图腾网获悉长江水利委员会长江科学院申请的专利基于纯视觉感知的空-天-地危岩崩塌监测系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119509484B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510071102.0,技术领域涉及:G01C11/08;该发明授权基于纯视觉感知的空-天-地危岩崩塌监测系统及方法是由朱杰兵;卢波;金志豪;汪斌;徐栋栋;朱瑜劼;胡伟;郭紫锦;刘小红;吴勇进;李丹设计研发完成,并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于纯视觉感知的空-天-地危岩崩塌监测系统及方法在说明书摘要公布了:本发明提供了基于纯视觉感知的空‑天‑地危岩崩塌监测系统及方法,属于危岩崩塌预警技术领域,该发明通过巡航无人机、RTK定位模块、视觉传感装置、空投靶点布设装置和实时建模工作站,以非接触纯视觉感知的方式解决了现场布设监测设备的工序繁琐、效率低和危险性大等问题,同时,通过RTK定位模块结合公用基准站实时定位无人机位置,再根据空投的圆盘标靶对影像数据进行矫正,解决了基于GNSS定位技术精度差和易受干扰等问题,最后,通过实时三维模型解算危岩位移、倾斜度并生成运动态势及评估模型,采用多指标综合权重法进行分级预警,该发明以无人机为主要设备,避免了硬件的重复投入,适合在人员无法进入的库岸迎水面危岩区域进行大范围推广应用。
本发明授权基于纯视觉感知的空-天-地危岩崩塌监测系统及方法在权利要求书中公布了:1.基于纯视觉感知的空-天-地危岩崩塌监测系统,其特征在于,所述系统包括: 巡航无人机,用于执行自主飞行任务,覆盖监测区域; RTK定位模块,用于所述巡航无人机在飞行过程中进行高精度定位,获得所述巡航无人机的精确位置信息; 视觉传感装置,用于对危岩体进行多方位摄影,得到危岩体多个角度的影像数据; 空投靶点布设装置,用于在所述监测区域精确布设靶点,对影像数据进行矫正,提升视觉定位和建模精度; 实时建模工作站,用于生成三维模型,计算危岩位移、倾斜度及生成运动态势,并对所述危岩体进行评估及预警; 所述计算危岩位移、倾斜度及生成运动态势,并对所述危岩体进行评估及预警,包括: 根据所述三维模型,对所述三维模型中的特征点进行对比,得到危岩体的位移,并通过位移变化量,得到所述危岩体边界; 根据所述三维模型和所述危岩体边界,对所述危岩体的体积、边界面和倾斜方向做出计算和评估,得到危岩体的运动态势; 根据所述危岩体的运动态势,得到危险等级并对所述危岩体进行预警,包括: 根据不同拍摄时间的所述危岩体的运动态势,得到危岩体的速度、危岩体的加速度、危岩体的倾斜角; 根据所述危岩体的速度和拍摄时间,通过公式(1)计算,得到相邻两次的速度变化率; (1) 式中,为速度变化率,为t+1时刻的速度变化量,为t时刻的速度变化量,为t+1时刻的速度,为t时刻的速度,为t-1时刻的速度; 根据所述危岩体的加速度和拍摄时间,通过公式(2)计算,得到相邻两次的加速度变化率; (2) 式中,为加速度变化率,为t+1时刻的加速度变化量,为t时刻的加速度变化量,为t+1时刻的加速度,为t时刻的加速度,为t-1时刻的加速度; 根据所述危岩体的位移和拍摄时间,通过公式(3)计算,得到相邻两次的位移变化率; (3) 式中,为位移变化率,为t+1时刻的位移变化量,为t时刻的位移变化量,为t+1时刻的位移,为t时刻的位移,为t-1时刻的位移; 根据所述危岩体的倾斜角和拍摄时间,通过公式(4)计算,得到相邻两次的倾斜角变化率; (4) 式中,为倾斜角变化率,为t+1时刻的倾斜角变化量,为t时刻的倾斜角变化量,为t+1时刻的倾斜角,为t时刻的倾斜角,为t-1时刻的倾斜角; 所述速度的权重因子、所述加速度的权重因子、所述位移的权重因子和所述倾斜角的权重因子的关系符合公式(5); (5) 式中,为速度的权重因子,为加速度的权重因子,为位移的权重因子,为倾斜角的权重因子; 根据所述相邻两次的速度变化率、所述相邻两次的加速度变化率、所述相邻两次的位移变化率、所述相邻两次的倾斜角变化率、所述速度的权重因子、所述加速度的权重因子、所述位移的权重因子和所述倾斜角的权重因子,通过公式(6),得到综合权重; (6) 根据所述综合权重和预先设定预警阈值进行比较,按预警规则,得到危险等级并对所述危岩体进行预警,所述预警规则如下: 规则1:当时预警等级为Ⅳ级,为蓝色预警; 规则2:当时预警等级为Ⅲ级,为黄色预警; 规则3:当时预警等级为Ⅱ级,为橙色预警; 规则4:当时预警等级为Ⅰ级,为红色预警; 当预警等级达到所述橙色预警或所述红色预警的时候,现场人员需撤离。
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