【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及形变监测，特别是涉及一种基于gb-sar测距和回归预测的光学形变监测方法及系统。
技术介绍
1、地表形变监测技术是目前gb-sar研究中的一个热点问题，它可以通过对地表形变进行监测和分析，有效预警地质灾害和建筑物坍塌等事故。但是传统的基于gb-sar的地质灾害监测方法只能获取目标实际形变量在gb-sar视线方向的投影，当目标形变的方向与雷达视线的方向夹角较大时投影量就会被大幅缩小。因此，目前尝试采用结合光学形变监测和gb-sar径向形变监测融合的方法解决这一问题，从而实现对目标的三维形变监测。
2、光学形变监测是三维形变监测的一个重要组成部分，它利用相机等光学传感器获取目标形变前后的两张光学图片，通过数字图像相关法等方法来相关分析计算出目标的形变情况，具有响应速度快和部署方便等优点。但是，光学形变监测获取得到的形变是像素形变量而非实际形变量，目前主要应用于材料和理论实验等领域。在这些领域，通常只需要定性分析目标的形变情况或者是将目标的尺寸作为先验已知信息，从而将像素形变量粗略地转换为实际形变量进行定性分析。
3、无论是利用像素形变量进行定性分析还是借助先验信息进行粗略转换，这些方法都无法应用到实际场景的实物目标形变监测中。因此，如何将光学形变监测应用于实际的形变监测领域，将任意位置测得的像素形变量转换为实际形变量就成为一个难题。在探测距离的获取方面，如果考虑使用激光测距仪、全站仪等设备获取探测距离，由于这些设备无法主动探测到形变发生的位置，而且无法进行范围面监测，所以无法智能地对发生形变的点
技术实现思路
1、本专利技术的目的是将在光学形变监测中任意位置测得的像素形变量转换为实际形变量。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于gb-sar测距和回归预测的光学形变监测方法及系统。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于gb-sar测距和回归预测的光学形变监测方法，包括：
3、获取目标物体形变前后的光学图像，并根据所述光学图像得到所述目标物体的像素形变量；
4、利用gb-sar获取监测点到所述目标物体的探测距离；
5、根据非线性回归函数和所述探测距离，得到所述目标物体的对角像素值；所述非线性回归函数为所述探测距离和所述对角像素值之间的拟合关系；
6、根据所述对角像素值得到所述目标物体的像素转换比例；
7、根据所述像素转换比例对所述像素形变量进行像素转换，得到所述目标物体的实际形变位移量。
8、优选地，所述利用gb-sar获取监测点到所述目标物体的探测距离，包括：
9、利用gb-sar获取所述目标物体的缠绕相位；
10、对所述缠绕相位进行相位解缠，得到所述目标物体的真实相位；
11、根据所述真实相位得到监测点到所述目标物体的探测距离。
12、优选地，采用如下公式获取所述探测距离：
13、
14、其中，d表示监测点到目标物体的探测距离，λ表示gb-sar的波长，表示目标物体的真实相位。
15、优选地，在所述根据非线性回归函数和所述探测距离，得到所述目标物体的对角像素值之前，还包括：
16、获取目标物体在不同探测距离下的对角像素值；
17、对不同探测距离和对应的对角像素值进行非线性回归拟合，得到非线性回归函数。
18、优选地，采用如下公式获取所述非线性回归函数：
19、p＝aemd+bend
20、其中，p表示目标物体的对角像素值，d表示监测点到目标物体的探测距离，e表示自然常数，a、b、m、n表示非线性回归参数，所述非线性回归参数通过不同探测距离和对应的对角像素值得到。
21、优选地，所述根据所述对角像素值得到所述目标物体的像素转换比例，包括：
22、将所述目标物体的对角尺寸和所述对角像素值进行相除，得到所述目标物体的像素转换比例。
23、优选地，根据所述像素转换比例对所述像素形变量进行像素转换，得到所述目标物体的实际形变位移量，包括：
24、将所述像素形变量和所述像素转换比例进行相乘，得到所述目标物体的实际形变位移量。
25、第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于gb-sar测距和回归预测的光学形变监测系统，包括：光学相机、gb-sar和数据处理终端；所述光学相机置于所述gb-sar的上方，且所述光学相机的镜头位于所述gb-sar的雷达视线中心；所述数据处理终端分别与所述gb-sar和所述光学相机通信连接；
26、所述光学相机，用于获取目标物体形变前后的光学图像；
27、所述gb-sar，用于获取监测点到所述目标物体的探测距离；
28、所述数据处理终端，包括像素形变量获取模块、对角像素值预测模块、像素转换比例获取模块和像素转换模块；
29、所述像素形变量获取模块，用于根据所述光学图像得到所述目标物体的像素形变量；
30、所述对角像素值预测模块，用于根据非线性回归函数和所述探测距离，得到所述目标物体的对角像素值；所述非线性回归函数为所述探测距离和所述对角像素值之间的拟合关系；
31、所述像素转换比例获取模块，用于根据所述对角像素值得到所述目标物体的像素转换比例；
32、所述像素转换模块，用于根据所述像素转换比例对所述像素形变量进行像素转换，得到所述目标物体的实际形变位移量。
33、优选地，所述数据处理终端为计算机设备。
34、本专利技术实施例一种基于gb-sar测距和回归预测的光学形变监测方法及系统与现有技术相比，其有益效果在于：将光学形变监测的定性分析转换为定量分析，即将像素形变量转换为实际形变量。在实际实验中光学形变监测的相对误差能够控制在较小范围以内，可以有效应用于实物目标形变监测；整个系统采用单站测量，在实际场景的形变监测中只需寻找一个监测点即可，避免了多站测量需要寻找多个合适监测点的问题，同时减少了设备数量，降低了成本，减少了后续处理的复杂度。
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1.一种基于GB-SAR测距和回归预测的光学形变监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，其特征在于，所述利用GB-SAR获取监测点到所述目标物体的探测距离，包括：
3.根据权利要求2所述的光学形变监测方法，其特征在于，采用如下公式获取所述探测距离：
4.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，其特征在于，在所述根据非线性回归函数和所述探测距离，得到所述目标物体的对角像素值之前，还包括：
5.根据权利要求4所述的光学形变监测方法，其特征在于，采用如下公式获取所述非线性回归函数：
6.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，其特征在于，所述根据所述对角像素值得到所述目标物体的像素转换比例，包括：
7.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，其特征在于，根据所述像素转换比例对所述像素形变量进行像素转换，得到所述目标物体的实际形变位移量，包括：
8.一种基于GB-SAR测距和回归预测的光学形变监测系统，其特征在于，包括：光学相机、GB-SAR和数据处理终端；所述光学相机置于所述G
9.根据权利要求8所述的光学形变监测系统，其特征在于，所述数据处理终端为计算机设备。
...【技术特征摘要】
1.一种基于gb-sar测距和回归预测的光学形变监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，其特征在于，所述利用gb-sar获取监测点到所述目标物体的探测距离，包括：
3.根据权利要求2所述的光学形变监测方法，其特征在于，采用如下公式获取所述探测距离：
4.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，其特征在于，在所述根据非线性回归函数和所述探测距离，得到所述目标物体的对角像素值之前，还包括：
5.根据权利要求4所述的光学形变监测方法，其特征在于，采用如下公式获取所述非线性回归函数：
6.根据权利要求1所述的光学形变监测方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海风，程彦博，赖涛，王青松，唐燕群，王小青，魏玺章，邓天伟，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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