基于双目高速相机立体视觉监测的滚石运动试验研究
发布时间：2021-04-10 09:17
我国是世界上受灾害威胁人口最多、经济财产损失最严重的国家之一。灾害分布广,突发性、隐蔽性与破坏性强,同时种类多,如崩塌、滚石、滑坡、泥石流等。其中滚石作为高陡山坡的一种浅表部破坏方式,是常见的山地灾害之一。滚石破坏形式复杂多样,一直是边坡工程治理的重点和难点。如何减少滚石灾害造成的交通设施损坏和对人民生命财产安全的威胁,是研究者的任务和目标。本文通过现场试验、验证性试验、数值计算三个方面对边坡滚石运动特性进行了相关分析研究。主要内容和结论为:（1）研制了一种滚石运动试验装置,采用双目高速相机、Rocke TECH计算系统、三维空间坐标体系、滚石自动释放装置等建立了一套滚石运动监测系统。该系统能够自动识别滚石运动并计算得出滚石运动速度、加速度、位移等相关物理量和运动轨迹。（2）滚石现场试验通过正交试验方法,减少了现场实验次数,试验考虑边坡不同坡角和滚石不同启落高度、形状、质量等因素,分析了西藏高原G318国道沿线某边坡9种不同工况的试验监测结果,得到了滚石各运动参数随时间的演进关系。（3）通过对速度做极差分析,得到了滚石自身特征和边坡条件等对滚石运动不同程度的影响。滚石运动过程中的速度一...
【文章来源】：西藏大学西藏自治区 211工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚石对公路行车的危害Fig.1-1TheHarmofRollingStonetoHighwayDriving
滚石运动研究思路及技术路线
12图2-1双目线-线交汇法原理Fig.2-1Double-line-line-crossingprinciple(2)双目相机标定若要从双目相机获得的影像中得出目标的三维信息，就必须获得相机的成像数学建构模型。所谓双目标定是双目摄影测量出的逆向过程，根据精确到已有坐标的目标点(标定控制点)及其相对应的影像上的位置，从而可得出相机参数(两摄像内部参数及相互位置关系)模型，也就是建立成像模型，这个过程称为双目机标定。标定结果的精确度对最终测量出的结果影响显著。双目标定系统具体功能如下：1)通过自有程序，计算机高精度自动提取控制点的图像坐标；2)通过自有高精度标定算法，自动解算相机参数，标定误差控制在0.3个像素以内，输出相机标定文件。(3)目标检测和跟踪滚石在图像序列中体现为运动目标是目标检测的主要根据，目标测算模块采用帧间差分法并且结合背景减法，从图像场景序列中排除静止的场景区域，找出运动目标的前景区域，并尽力减少前景噪声和背景噪声，以精准测算得出有趣的运动物体。运动目标在序列图像的每幅图像中追踪目标定位，在实践应用中，运动目标追踪既可提供目标速度、位置和轨迹等相关信息，又可反过来为运动目标测算提供帮助。目标追踪的过程分追踪启动与数据关联，其中数据关联包括运动
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维非连续变形分析的西藏高原岩质边坡失稳破坏研究[J]. 李俊杰,刘国阳,叶唐进,薄雾,赵鹏辉. 高原科学研究. 2018(01)
[2]双层泡沫铝夹芯板抗滚石冲击结构性能优化研究[J]. 程鹏,李伟,翟敏刚,王东坡. 振动与冲击. 2018(05)
[3]滚石冲击力测试研究[J]. 袁进科,黄润秋,裴向军. 岩土力学. 2014(01)
[4]树木对滚石拦挡效应研究[J]. 黄润秋,刘卫华,龚满福,周江平. 岩石力学与工程学报. 2010(S1)
[5]道路边坡危岩落石运动路径研究[J]. 杨仲元. 公路交通科技. 2010(01)
[6]基于正交试验与运动学的滚石防护计算方法[J]. 于怀昌,余宏明,刘汉东,卢雪松. 煤炭学报. 2010(01)
[7]边坡落石运动轨迹计算新方法[J]. 杨海清,周小平. 岩土力学. 2009(11)
[8]基于正交设计的滚石运动特征现场试验研究[J]. 黄润秋,刘卫华. 岩石力学与工程学报. 2009(05)
[9]西藏泥石流、滑坡时空分布特征及其与降水条件的分析[J]. 马艳鲜,余忠水. 高原山地气象研究. 2009(01)
[10]平台对滚石停积作用试验研究[J]. 黄润秋,刘卫华. 岩石力学与工程学报. 2009(03)
博士论文
[1]高陡岩质斜坡崩落岩体运动参数、击浪高度及其对工程影响研究[D]. 贺咏梅.成都理工大学 2011
[2]隧道洞口段落石灾害研究与防治[D]. 叶四桥.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]西藏境内G318国道沿线路堑边坡坡体结构研究[D]. 沈力.西南交通大学 2016
[2]高陡边坡危岩体失稳机理及其崩塌滚石运动规律[D]. 胡聪.山东大学 2014
[3]望霞危岩体形成演化过程模拟及崩塌落石轨迹预测[D]. 叶兆荣.吉林大学 2013
[4]滚石坡面运动恢复系数研究[D]. 柳宇.成都理工大学 2012
[5]危岩体危险性评价及防治对策研究[D]. 张伟锋.成都理工大学 2007
本文编号：3129377
【文章来源】：西藏大学西藏自治区 211工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚石对公路行车的危害Fig.1-1TheHarmofRollingStonetoHighwayDriving
滚石运动研究思路及技术路线
12图2-1双目线-线交汇法原理Fig.2-1Double-line-line-crossingprinciple(2)双目相机标定若要从双目相机获得的影像中得出目标的三维信息，就必须获得相机的成像数学建构模型。所谓双目标定是双目摄影测量出的逆向过程，根据精确到已有坐标的目标点(标定控制点)及其相对应的影像上的位置，从而可得出相机参数(两摄像内部参数及相互位置关系)模型，也就是建立成像模型，这个过程称为双目机标定。标定结果的精确度对最终测量出的结果影响显著。双目标定系统具体功能如下：1)通过自有程序，计算机高精度自动提取控制点的图像坐标；2)通过自有高精度标定算法，自动解算相机参数，标定误差控制在0.3个像素以内，输出相机标定文件。(3)目标检测和跟踪滚石在图像序列中体现为运动目标是目标检测的主要根据，目标测算模块采用帧间差分法并且结合背景减法，从图像场景序列中排除静止的场景区域，找出运动目标的前景区域，并尽力减少前景噪声和背景噪声，以精准测算得出有趣的运动物体。运动目标在序列图像的每幅图像中追踪目标定位，在实践应用中，运动目标追踪既可提供目标速度、位置和轨迹等相关信息，又可反过来为运动目标测算提供帮助。目标追踪的过程分追踪启动与数据关联，其中数据关联包括运动
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维非连续变形分析的西藏高原岩质边坡失稳破坏研究[J]. 李俊杰,刘国阳,叶唐进,薄雾,赵鹏辉. 高原科学研究. 2018(01)
[2]双层泡沫铝夹芯板抗滚石冲击结构性能优化研究[J]. 程鹏,李伟,翟敏刚,王东坡. 振动与冲击. 2018(05)
[3]滚石冲击力测试研究[J]. 袁进科,黄润秋,裴向军. 岩土力学. 2014(01)
[4]树木对滚石拦挡效应研究[J]. 黄润秋,刘卫华,龚满福,周江平. 岩石力学与工程学报. 2010(S1)
[5]道路边坡危岩落石运动路径研究[J]. 杨仲元. 公路交通科技. 2010(01)
[6]基于正交试验与运动学的滚石防护计算方法[J]. 于怀昌,余宏明,刘汉东,卢雪松. 煤炭学报. 2010(01)
[7]边坡落石运动轨迹计算新方法[J]. 杨海清,周小平. 岩土力学. 2009(11)
[8]基于正交设计的滚石运动特征现场试验研究[J]. 黄润秋,刘卫华. 岩石力学与工程学报. 2009(05)
[9]西藏泥石流、滑坡时空分布特征及其与降水条件的分析[J]. 马艳鲜,余忠水. 高原山地气象研究. 2009(01)
[10]平台对滚石停积作用试验研究[J]. 黄润秋,刘卫华. 岩石力学与工程学报. 2009(03)
博士论文
[1]高陡岩质斜坡崩落岩体运动参数、击浪高度及其对工程影响研究[D]. 贺咏梅.成都理工大学 2011
[2]隧道洞口段落石灾害研究与防治[D]. 叶四桥.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]西藏境内G318国道沿线路堑边坡坡体结构研究[D]. 沈力.西南交通大学 2016
[2]高陡边坡危岩体失稳机理及其崩塌滚石运动规律[D]. 胡聪.山东大学 2014
[3]望霞危岩体形成演化过程模拟及崩塌落石轨迹预测[D]. 叶兆荣.吉林大学 2013
[4]滚石坡面运动恢复系数研究[D]. 柳宇.成都理工大学 2012
[5]危岩体危险性评价及防治对策研究[D]. 张伟锋.成都理工大学 2007
本文编号：3129377
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