基于惯性视觉测量仪的基础设施形变高频实时监测
High-frequency real-time monitoring of infrastructure deformation based on inertial vision measuring instrument
基于惯性视觉测量仪的基础设施形变高频实时监测主要由惯性视觉测量相机、红外靶标以及智能感知云平台组成。通过在基础设施表面测点位置固定靶标，在稳定区域安装惯性视觉测量相机对靶标进行实时成像，采用划窗、提点、滤波等操作识别靶标坐标位置，依据空间物方关系和惯导测得的相机位姿数据解算靶标空间位置。基础设施发生表面变形时，测点位置会随之移动，测量相机利用集成的边缘计算模块在前端完成变形量解算，并经由无线模块将数据上传至云平台，结合历史数据进行变形异常预警。此外，通过布设合作观测靶标，实现多台测量相机串联，实现对大型基础设施的组网式变形监测。例如在水库大坝表面及廊道变形监测中，靶标应分别布设与坝坡表面和廊道内壁，测量相机安装在坝体外稳定区域或者在稳定区域假设基准靶标以便于和其它监测设备结果联调。该技术测量频率可达60Hz，测量精度优于±1mm@200m、±2mm@400m，姿态修正精度达0.005度，组网式监测测点数达160个，预警响应时间不超过20秒，成功率达99%以上。
成果简介（300-500字）
该技术主要由惯性视觉测量相机、红外靶标以及智能感知云平台组成。通过对10至200m距离范围内的发光靶标成像像素位移量的测量，从而实现对目标的震动、变形等安全参数的监测，为桥梁、公路、隧道、大坝、高楼等基础设施提供长期、可靠的安全监测手段。该技术利用集成的边缘计算模块在前端完成变形量解算，并经由无线模块将数据上传至云平台，结合历史数据进行变形异常预警。通过布设合作观测靶标，实现多台测量相机串联，实现对大型基础设施的组网式变形监测。具备非稳定观测环境下的相机姿态误差补偿能力，配合自发光靶标可以实现对桥梁构筑物瞬态变形的实时精准监测。建立惯性测量对视觉测量结果的补偿模型。使用多时序尺度的设备位姿数据变频去噪方法。提高视觉变形监测设备在安装点存在无规律失稳的条件下的变形监测精度。建立测场环境对视觉监测结果扰动的物理模型，利用海量监测数据与对比表征学习构建自适应测场环境扰动消除算法，量化集成实现复杂测量环境下的高精度瞬态变形监测。通过融合实地监测和仿真模拟的重大交通构筑物变形监测预演平台，实现对突发事故的灾害推演与实时相应。
技术创新
高频率、高精度、全天候、低成本多点变形高顺时测量。
专利情况
解算方法测量相机、及存储介质、电子装置 CN202410357879.9
一种集成北斗和视觉的基础设施结构形变测量方法 CN202111155287.1
结构体沉降数据监测方法及装置、存储介质、电子装 CN202410646022.9
市场前景及应用领域
适用于水利工程、水利设施、大坝、边坡、廊道、隧道、桥梁、交通设施形变监测
联系人：技术转化中心
联系方式：26536230
科研概况