基于全方位视觉的泥石流灾害检测装置

摘要

一种基于全方位视觉的泥石流灾害检测装置，包括用于监视待测山体和雨量收集装置水位的全方位视觉传感器、雨量收集装置和用于根据视频信号进行灾害检测的微处理器，所述的全方位视觉传感器安装在待测山体的沟床的上方，所述的全方位视觉传感器输出连接微处理器，所述的雨量收集装置包括盛水器、翻斗，所述的翻斗上设有用于显示盛水器水位的浮标；所述的微处理器包括视觉传感器标定模块、浮标位置采集模块、雨量智能计算模块、激发泥石流雨强计算模块、泥石流预警模块。本发明提供一种测量精度高、灵敏性好、低维护率、能够长期可靠使用的基于全方位视觉的泥石流灾害检测装置。

主权项

1、一种基于全方位视觉的泥石流灾害检测装置，其特征在于：所述的泥石流灾害检测装置包括用于监视待测山体和雨量收集装置水位的全方位视觉传感器、雨量收集装置和用于根据视频信号进行灾害检测的微处理器，所述的全方位视觉传感器安装在待测山体的沟床的上方，所述的全方位视觉传感器输出连接微处理器，所述的全方位视觉传感器包括用以反射监控领域中物体的外凸折反射镜面、用以防止光折射和光饱和的黑色圆锥体、透明圆柱体和摄像头，所述的外凸折反射镜面位于透明圆柱体的上方，外凸折反射镜面朝下，黑色圆锥体固定在外凸折反射镜面的底部中央；所述的雨量收集装置包括盛水器、翻斗，所述的翻斗上设有用于显示盛水器水位的浮标；所述的微处理器包括：视觉传感器标定模块，用于设定视频图像位置与实际空间坐标上的位置的对应关系；浮标位置采集模块，用于采集视频传感器的视频图像，并确定盛水器浮标的位置；雨量智能计算模块，用于设定浮标的位置与翻斗的水量的对应关系；采集视觉传感器的信号，检测翻斗自动发生翻倒动作前瞬间浮标的位置，并依据对应关系计算翻斗中的实际雨量，检测翻斗前一次自动恢复动作后的翻斗中的浮标位置，计量翻斗中的初始雨量，实际雨量与初始雨量相减后得到本次倾倒雨量；激发泥石流雨强计算模块，用于统计计算降雨过程中最大10分钟雨强或最大1小时雨强，以每分钟为单位进行统计；雨强则指单位时间内暴雨的降雨量，在Δt(i)暴雨历时内降雨量为ΔY(i)时，每分钟平均雨强用以下公式(15)计算：$y\left(i\right)=\frac{\mathrm{\Delta Y}\left(i\right)}{\mathrm{\Delta t}\left(i\right)}---\left(15\right)$ 要得到最大10分钟雨强或最大1小时雨强，遍历统计时间间隔前后10分钟的情况，并求其最大值，计算公式如(16)所示：$y_{1h}=\max (\underset{i=j-10}{\overset{j+49}{\Sigma }}y\left(i\right),\underset{i=1-9}{\overset{j+50}{\Sigma }}y\left(i\right),\underset{i=j-8}{\overset{j+51}{\Sigma }}y\left(i\right),···,\underset{i=j}{\overset{j+59}{\Sigma }}y\left(i\right))$ $y_{10\min }=\max (\underset{i=j+40}{\overset{j+49}{\Sigma }}y\left(i\right),\underset{i=j+41}{\overset{j+50}{\Sigma }}y\left(i\right),\underset{i=j+42}{\overset{j+51}{\Sigma }}y\left(i\right),···,\underset{i=j+50}{\overset{j+59}{\Sigma }}y\left(i\right))---\left(16\right)$ 式中，i为目前统计时刻点，j为前60分的统计时刻点，y1h为最大一小时雨强，y10min为最大10分钟雨强y10min；泥石流预警模块，用于在数据库中预先存储的特定最大10分钟雨强或最大1小时雨强发生泥石流的统计概率，依据上述计算的最大10分钟雨强或最大1小时雨强得到发生泥石流的概率，并发出预报和预警信息。