[发明专利]一种基坑变形智能监测方法与系统

权利要求书

1.一种基坑变形智能监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据基坑大小和形状，在基坑周边沉降影响范围以外布置少量网络视频监控摄像头，用于拍摄基坑变形照片；

S2：各摄像头在架设好后，分别拍摄一张初始照片作为原始参照，并独立通过无线网络传输到服务器进行存储；

S3：在基坑监测过程中，根据监测需要，各监控摄像头定期拍摄基坑变形过程照片，并独立通过无线网络传输到服务器进行存储；

S4：根据图片处理算法，对所得照片进行处理；

S5：服务器中的人工智能算法模型对基坑变形初始照片和过程照片中的像素位置进行对比，利用相关算法、整像素搜索、子像素搜索技术计算出照片中像素的位移；

S6：利用转换系数r将照片中像素的位移与基坑实际变形进行转换，得出基坑全场变形。

2.根据权利要求1所述的一种基坑变形智能监测方法，其特征在于：所述步骤S4中图片处理算法采用二值化算法进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种基坑变形智能监测方法，其特征在于：所述步骤S5中照片中像素位移计算为：

第一步：设置f(x,y)代表变形前的图像，g(x’,y’)代表变形后的图像；

第二步：在变形前的图像中以待测点(x₀,y₀₎为中心选取一定大小的子区作为参考图像子区；

第三步：通过一定的相关搜索方法在变形后的图像中找到与参考图像子区相关性最大的以(x₀’,y₀’)为中心的目标图像子区；

第四步：测量点(x₀,y₀)在图片上的位移(单位是像素)为：

其中，是子区中心点(x₀,y₀)在两幅图像上的位移，u和v是分别在x和y方向上的位移分量。

4.根据权利要求3所述的一种基坑变形智能监测方法与系统，其特征在于：所述相关搜索方法基本流程为：参考图像子区f(x,y)，赋初始值u＝u₀,v＝v₀,将a、b、c、d带入至x’＝x+u₀+aΔx+bΔy,y’＝y+v₀+cΔx+dΔy，根据亚像素灰度插值获得g(x’,y’)，根据g(x’,y’)计算相关函数C，根据相关函数C判断是否达到阀值，如达到阀值输出结果，未达到阀值重新赋值。

5.根据权利要求4所述的一种基坑变形智能监测方法，其特征在于：所述相关函数C的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的一种基坑变形智能监测方法，其特征在于：所述步骤S6中转换系数r的计算：通过在图像中拍下一个标尺，根据标尺上两点的实际距离l(单位为mm)除以这两点之间的像素个数n，得到每个像素代表的实际位移，也即转换系数r。

7.根据权利要求1所述的一种基坑变形智能监测系统，其特征在于：根据权利要求1-6任意一项所述的一种基坑变形智能监测方法，包括多个摄像头和照片存储及计算服务器，多个所述摄像头通过无线网与照片存储及计算服务器信号连接，多个所述摄像头与基坑周边沉降影响范围以外固定安装，多个所述摄像头对基坑变形照片进行拍摄获取。

8.根据权利要求7所述的一种基坑变形智能监测系统，其特征在于：所述照片存储及计算服务器内部封装有照片接收模块、图像处理模块和图像存储模块，所述照片存储及计算服务器对基坑变形初始照片和过程照片中的像素位置进行对比，利用相关算法、整像素搜索、子像素搜索技术计算出照片中像素的位移。

9.根据权利要求8所述的一种基坑变形智能监测系统，其特征在于：

所述照片接收模块：接收多个摄像头拍摄的照片；

所述图像存储模块：存储照片接收模块接收的照片和对图像处理的结果进行存储；

所述图像处理模块：对基坑变形初始照片和过程照片中的像素位置进行对比，利用相关算法、整像素搜索、子像素搜索技术计算出照片中像素的位移。