[发明专利]一种基于单目相机的干滩测量方法

权利要求书

1.一种基于单目相机的干滩测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取滩顶高程和尾矿库水位高程，具体是：通过检测设备检测得到滩顶高程H_D和尾矿库水位高程H_w；

计算干滩长度，具体包括：

步骤①、调节相机和相机云台的位置；

步骤②、采用相机云台上的相机进行拍摄，并得到矫正后的干滩图像；

步骤③、根据步骤②所得矫正后的干滩图像获得水线上点P(i，j)在真实世界的平面坐标以及相机距离点P的距离：

点P(i，j)在真实世界的平面坐标如下式：

其中：X、Y为点P(i，j)在真实世界中X轴和Y轴上的坐标位置，H_C为相机的高程，和ω如下式：

FOV_H为相机水平视角，FOV_V为垂直视角，ImgH为相机拍摄的图像高，Img_W为图像宽，α为相机主光轴竖向夹角；

采用下式计算相机距离点P的距离D：

步骤④、采用如下表达式计算干滩长度L_P：

其中：ρ为相机云台的水平选准角度；

步骤⑤、以矫正后的干滩图像中图像底边中心点为原点，向∈方向发送射线，依次计算射线与水线的交点P_m的干滩长度，并将最小值记为本次干滩监测的干滩长度L_B；

根据下式计算干滩坡度θ：

2.根据权利要求1所述的基于单目相机的干滩测量方法，其特征在于，获取滩顶高程和尾矿库水位高程包括：

使用测绘设备定期测量滩顶高程H_D；

采用液位计测量尾矿库水位高程H_W。

3.根据权利要求l所述的基于单目相机的干滩测量方法，其特征在于，所述步骤①具体包括：

对相机进行标定，求出相机的内参数、外参数以及畸变参数；

在尾矿坝坝顶埋设垂直于水平面的立杆，立杆顶部安装有相机云台，该相机云台能够水平旋转和俯仰旋转，并自动获取水平旋转角度ρ和俯仰角度β；相机安装在该相机云台上，相机的主光轴初始方向一般与坝体走向垂直；

获取相关参数，具体包括：相机的高程H_C；相机主光轴竖向夹角α，通过表达式α＝90°-β获得；相机水平视角FOV_H；垂直视角FOV_V；相机拍摄的图像高Img_H以及图像宽Img_W；

调整相机及相机云台，具体是：设定相机云台水平顺时针旋转时角度为正、逆时针旋转角度为负以及俯仰角水平向下旋转为正，获取水平选准角度ρ、俯仰角度β以及相机主光轴竖向夹角α的取值范围如下：

4.根据权利要求3所述的基于单目相机的干滩测量方法，其特征在于，所述步骤②中矫正后的干滩图像为结合步骤①中相机的内参数、外参数以及畸变参数进行矫正所得。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于单目相机的干滩测量方法，其特征在于，所述步骤⑤中：∈＝m×ε；

其中：ε为每次射线旋转的角度值，ε的取值范围1°≤ε≤10°且ε整除180°。