【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非接触式地质灾害监测，具体为一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统及方法。
技术介绍
1、崩滑山体地质监测是防止地质灾害避免人员伤亡的重要手段之一，随着我国山区经济的大发展，崩滑等地质灾害将与人类社会长期共存，防灾减灾是人与自然和谐共生的永恒课题。地质灾害点监测的目的是对可能发生崩滑地质灾害的山体运动状态，通过对山体表面下沉以及滑动进行监测，据此了解崩滑地质山体运动的发展趋势，对崩滑地质山体稳定性作出判断，为崩滑地质灾害预警提供依据。
2、目前，崩滑山体地质监测工作主要通过gnss、裂缝计、倾角计和加速度计等设备，对崩滑地质灾害点处的山体运动进行监测。此种崩滑山体地质灾害监测方法，具有以下问题：(1)监测设备有欠压(电压不足)断电风险，维护或更换电池成本较高，即使是太阳能辅助供电也有可能由于阴雨天时间过长导致欠压断电；(2)监测特征量不够多，很难较全面记录崩滑山体的运动状态，从而无法监测到详细的崩滑山体运动结果，进而无法有效指导崩滑地质山体稳定性判据和灾害预警模型的设计。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，以非接触式崩滑地质灾害监测方式，上述毫米波雷达可以通过居民家长期供电，在山体崩滑损坏房屋前设备不会被损坏，能够实现山体崩滑从蠕变到大位移过程的点云成像数据监测，具备完备的数据资料，可以监测位移、加速度、倾角变化等多特征，拓展了目前
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，所述系统包括：形状标靶、毫米波雷达和智能数据处理中心，所述形状标靶安装在选定的崩滑地质灾害监测点，每个所述崩滑地质灾害监测点稳定部位对应一个形状标靶，所述毫米波雷达固定安装在崩滑地质灾害监测点附近稳定部位，各个所述形状标靶朝向毫米波雷达的方向，各个所述标靶位于毫米波雷达的信号采集范围内，所述毫米波雷达通过无线通讯模块与智能数据处理中心通讯连接。
3、进一步的，所述形状标靶为二维平面形状。
4、进一步的，所述崩滑地质山体监控点的数量为2～4个。
5、一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，监测方法包括以下步骤：
6、s1、对于同一毫米波雷达信号采集范围内，选定n个崩滑地质山体监控点，并获得每个崩滑地质山体监控点与毫米波雷达之间的直线距离；
7、s2、在每个选定的崩滑地质山体监控点均安装一个形状标靶，在地质灾害监测点附近稳定部位固定安装毫米波雷达，开启毫米波雷达，调节各个形状标靶的二维平面朝向，使各个靶标的二维平面形状朝向毫米波雷达，同时，使各个形状标靶位于毫米波雷达的信号采集视野内；
8、s3、初始时，通过毫米波雷达采集到初始监测点云成像数据，判断各个形状标靶在初始监测的形状标靶是否存在重合的形状标靶成像数据，如果有，则返回步骤3，调整各个图案靶标的形状大小，直到所有形状标靶都在监测成像数据中无重合显示；
9、s4、以采集到合格的初始监测形状为第1张监测点云成像数据，保持毫米波雷达的位置不变，设定采集时间间隔，每当达到信号采集间隔后，毫米波雷达即采集到一份监测点云数据，并实时将采集到的监测点云数据以及对应的拍摄时间数据通过无线通讯模块发送给智能数据处理中心；
10、s5、对于智能数据处理中心，首先收到合格的第1份初始监测点云成像数据，并获得在采集第1张初始监测点云数据时每个图案靶标安装的位置数据、每个形状标靶安装的朝向信息以及摄像仪的位置数据和毫米波雷达的朝向信息，基于每个形状标靶安装的位置数据、每个形状标靶安装的朝向信息以及毫米波雷达的位置数据和毫米波雷达的朝向信息，从第1张初始监测点云成像数据中识别出每个崩滑地质山体灾害点对应的形状标靶形状；
11、s6、智能数据处理中心依据监测形状标靶中每个形状标靶点云数据，定义形状标靶的位移姿态属性，其中，形状标靶的位移姿态属性包括：形状标靶与毫米波雷达的朝向，形状标靶的崩滑地质山体灾害点距离毫米波雷达的距离，形状标靶在崩滑地质山体灾害点的安装位置；
12、s7、每当智能数据处理中心收到一份来自毫米波雷达发送的第i份监测点云成像数据时，i为大于1的整数，第i份监测点云成像数据对应的采集时间信息为第i个拍摄时刻，智能数据处理中心比对第i份监测点云成像数据和第i-1份监测点云成像数据，通过第i份监测点云成像数据相对于第i-1份监测点云成像数据，计算各个崩滑地质山体灾害点的位移变形量，如果位移变形量超过设定范围，则保存第i-1份和第i份监测点云成像数据，否则，对监测过程中毫米波雷达采集的其他点云成像数据不予以保留，仅对监测过程中每份监测点云成像数据中形状标靶位移姿态属性进行保存；
13、s8、每当智能数据处理中心收到一份来自毫米波雷达发送的第i份监测图片时，智能数据处理中心比对第i份监测点云成像数据和第1份初始监测点云成像数据，判断第i份监测相对于第1份初始监测点云成像数据，各个崩滑地质山体灾害点的位移变形量是否在设定范围内，如果均在设定范围内，则继续进行监测，如果存在任意一个崩滑地质山体灾害点的位移变形量超过设定范围，则自动发出危险报警信息。
14、进一步的，在步骤5中，智能数据处理中心收到合格的第1张初始监测点云成像数据时，首先对第1份初始监测点云成像数据进行人工智能处理，然后再从人工智能处理后的第1份初始监测点云成像数据中识别出各个形状标靶。
15、进一步的，在步骤6中，智能数据处理中心收到合格的第i份监测点云成像数据时，首先对第i份监测点云成像数据进行人工智能处理，然后再从人工智能处理后的第i份监测点云成像数据中识别出各个形状标靶。
16、进一步的，步骤7具体为：
17、s7.1、对于第i份监测点云成像数据，智能数据处理中心进行人工智能处理，然后再从人工智能处理后的第i份监测形状标靶中识别出各个分辨率高的形状标靶；
18、s7.2、在第i份监测点云成像数据中，通过各个图案靶标像素点和人工智能方法计算得到形状标靶的位置坐标p(xi,yi,zi)，第i-1份监测点云成像数据形状标靶的位置坐标p(xi-1,yi-1,zi-1)；形状靶标的朝向法向量(xi,yi,zi)第i-1份监测点云成像数据形状标靶为(xi-1,yi-1,zi-1)；
19、s7.3、对于任意的一个崩滑地质山体灾害点相邻第i-1和第i两个采集时刻的位移变形量超过设定范围，即保存第i-1份和第i份监测点云成像数据。
20、进一步的，在s7.2中，从第i-1采集时刻到第i采集时刻，形状标靶所对应的崩滑山体地质灾害监测点本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，其特征在于，所述系统包括：形状标靶、毫米波雷达和智能数据处理中心，所述形状标靶安装在选定的崩滑地质灾害监测点，每个所述崩滑地质灾害监测点稳定部位对应一个形状标靶，所述毫米波雷达固定安装在崩滑地质灾害监测点附近稳定部位，各个所述形状标靶朝向毫米波雷达的方向，各个所述标靶位于毫米波雷达的信号采集范围内，所述毫米波雷达通过无线通讯模块与智能数据处理中心通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，其特征在于：所述形状标靶为二维平面形状。
3.根据权利要求1所述的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，其特征在于：所述崩滑地质山体监控点的数量为2～4个。
4.根据权利要求2所述的一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，其特征在于：监测方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4的一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，其特征在于：在步骤5中，智能数据处理中心收到合格的第1张初始监测
6.根据权利要求4的一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，其特征在于：在步骤6中，智能数据处理中心收到合格的第i份监测点云成像数据时，首先对第i份监测点云成像数据进行人工智能处理，然后再从人工智能处理后的第i份监测点云成像数据中识别出各个形状标靶。
7.根据权利要求4的一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，其特征在于：步骤7具体为：
8.根据权利要求7的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统及方法，其特征在于：在S7.2中，从第i-1采集时刻到第i采集时刻，形状标靶所对应的崩滑山体地质灾害监测点在对应位置的位移为：形状标靶所对应的崩滑山体地质灾害监测点在对应位置的变形量为：(xi,yi,zi)-(xi-1,yi-1,zi-1)。
9.根据权利要求4的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统及方法，其特征在于：步骤8具体为：
10.根据权利要求9的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统及方法，其特征在于：在S8.2中，从第i-1采集时刻到第i采集时刻，形状标靶所对应的崩滑山体地质灾害监测点在对应位置的位移为：形状标靶所对应的崩滑山体地质灾害监测点在对应位置的变形量为：(xi,yi,zi)-(x1,y1,z1)。
...【技术特征摘要】
1.一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，其特征在于，所述系统包括：形状标靶、毫米波雷达和智能数据处理中心，所述形状标靶安装在选定的崩滑地质灾害监测点，每个所述崩滑地质灾害监测点稳定部位对应一个形状标靶，所述毫米波雷达固定安装在崩滑地质灾害监测点附近稳定部位，各个所述形状标靶朝向毫米波雷达的方向，各个所述标靶位于毫米波雷达的信号采集范围内，所述毫米波雷达通过无线通讯模块与智能数据处理中心通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，其特征在于：所述形状标靶为二维平面形状。
3.根据权利要求1所述的一种多靶标毫米波点云成像崩滑山体地质灾害监测系统，其特征在于：所述崩滑地质山体监控点的数量为2～4个。
4.根据权利要求2所述的一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，其特征在于：监测方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4的一种多标靶毫米波雷达点云成像崩滑地质灾害监测系统的山体形变自动监测方法，其特征在于：在步骤5中，智能数据处理中心收到合格的第1张初始监测点云成像数据时，首先对第1份初始监测点云成像数据进行人工智能处理，然后再从人工智能处理后的第1份初始监测点云成像数据中识别出各个形状标靶。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡定银，高超，
申请(专利权)人：中国地质环境监测院自然资源部地质灾害技术指导中心，
类型：发明
国别省市：
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