2004
年
10
月
第
41
卷第
5
期
四川大学学报(自然科学版)
loumal
of
Sichuan University (Natural
Sc
ience
Edition)
Oct.
2004
Vol
嘲
41
NO.5
文章编号:
0490-6756 (2004 )05-1081-04
位移图象式监蹦系统的研究
徐亚军，刘长华
(巾国民航飞行学院飞行技术系，阴)Ij广汉
618307)
随着各类大型桥梁、水坝工程、高层建筑物的日益增多，建筑及其周边环境的安全监控变得十分重要
虽然已有
GPS
山体滑坡监控系统、真空'激光大坝安全监测系统等设备
[1~
剖，但是这些系统大多具有戚本
过高、安装和使用过于复杂等缺点，二直无法得到广泛的推广应用，因此到目前为止可以实用化的微小位
移自动监测系统还是非常蜓少.
图象式监测系统
[4]
是针对远程目标做小形变、{立移等物理量的改变量，确定眩目标是否超出安全警
戒拖围的一种
i
监测手段.因此可以通过监测物体各个组成部分的微小位移，分析出变形情况及其发展趋
势，实现对各种物体安全性能的监控.
我们以
CCD
进行图象监视~
，对基于
Pι104
的实时撤位移监测控制系统设计中的关键技术进行了研
究采用模块化设计
b
法，运用童心算法提取目标韶象的特征点，实现了监测吕标距离为
500m
，
ìNù
量仿
A
移
分辨率
lcrn.
该系统可广泛用于山体、大坝、桥梁等物体的变形监测，对将要发生的事故进衍有强的预报，
能较好的避免发生重大灾难.
1
监
ì
9!
IJ
系统原理
用…套安装在稳定地带的摄{象系统去拍摄远处目标的图象，所得图象由目栋和背景两部分组成回我
们把图象简化，如国
1
所示，其中
A
Øi处的白色区域表示目标图象，日所处的黑色区域表示背景
假设在图象的棋取过程中不受外界任何因素影响，并且摄像系统本
身没有任何移动，则所得图象中自栋
A
的位置变化应该完全由目标本身
移动引起只要在待测目标外的稳定地带安置监测系统并对准目标，连
续拍摄目1ì~图象并时刻监控目标中心在图象中的位置变化，就可以对远
程目标的微小位移进行监测-
图象中目标中心位置的变化幅度与目标本身真实位荐，的对应关系，
可以描述为:假设当前测得目郭中心在图象中的坐标为
C
T
l
,
.)'1)
，
1
币基准
中心坐标为(工
0'
YO
)，
则可以求得在国象中目标中心的偏移为
因
1
丸庇图象
Lb.,
==
(Xl
-
XO)
,
.ð
y =
(Yl
-
YO)
对应远处目标发生的真实位移为
)
i
(
.ð
S~
一丸
.ðx，
.ð
S
y
=
ky
ð.
y
( 2 )
，
k
x
，
是勺分别表示目标中心在图象中的水平和竖直方向上移动一个坐标单位所对应的目标真实位移
值.其具体的佳可以用
(3)
式求得
kx
==
r
儿/卢总，是
y
'"
r
，，
/j
卢总
(3)
式中
，
r
J
，
与分别为
CCD
感光像元的水平和坚直边长，归、为成像系统总的横向放大率-
当选择合适的定点探测位置，就能取得很好的图象分辨率，实现对目标微小位移的精确测量
收稿日期
:2004-05-24
基金项目:国土资源部科技发展基金资助项目
(20021020303)
作者简介:徐亚军(1
971
-
)，女，
2001
级硕士研究生，
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