地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法

技术领域

本发明涉及地质灾害监测的技术领域，具体而言，涉及地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法。

背景技术

智能视频监控技术利用视频图像识别和智能分析技术实时监测监控区域内的动态变化等，实现对安全、交通、环境等方面的有效管理和控制。该技术广泛应用于安防监控、智慧交通、工业生产以及智能城市、灾害监测等领域，提高管理效率和安全性，帮助企业和政府进行决策与规划。相对于传统的监控方式，智能视频监控技术可以通过减少人力投入、减少硬件设备等方式降低监控成本。智能视频监控技术可以对视频数据进行实时分析和预警，对于突发事件能够迅速响应和处理，从而降低监控风险。智能视频监控技术的应用能够提高效率和安全性，降低成本和风险，因此在公共安全、交通管理、环境保护等领域具有广泛的应用前景。

地质灾害的突发事件，需要从地质灾害的整体情况到局部形变进行分析和研判，根据研判结果启动相应的应急预案；而整体情况和局部形变数据除了自动化监测数据外(监测曲线图)，要想更加直观的查看现场情况，均需要通过视频监控视频采集现场图像才能让相关人员更加直观的进行判断。

但目前智能视频监控设备在接入可视化平台后，只是支持多路实时监控视频的拼接展示，且单个设备只具备1个视角，视频监控设备的视角可能与所需监测的区域不对应；难以提供及时有效的图像信息供研判及决策应对。

发明内容

本发明的目的在于提供地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法，旨在解决现有技术中，对于地质灾害现场的视频监控难以提供及时有效的图像信息供研判及决策应对的问题。

本发明是这样实现的，地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：在地质灾害监测区域设置多个监测装置和两个以上视频监控设备，多个所述监测装置和两个以上所述视频监控设备通过有线或无线数据传输方式与监控系统通讯连接；

S20：每个所述监测装置和每个视频监控设备各自具有对应的设备识别编码，将所述监测装置的设备识别编码和所述视频监控设备的设备识别编码录入到所述监控系统中；并将每个所述监测装置和每个视频监控设备所在安装位置的经纬度数据和高程数据录入到所述监控系统中；

S30：所述监测装置实时监测；当所述监测装置采集的数据异常并产生预警信息时，产生所述预警信息的监测装置为告警装置；所述视频监控设备和所述告警装置联动捕捉异常图像，包括以下步骤：

S31：所述监控系统根据所述告警装置的设备识别编码对应找到所述告警装置的经纬度数据和高程数据；

S32：所述监控系统计算所述告警装置与两个以上所述视频监控设备之间的距离和角度，来判断所述视频监控设备是否为主视频监控设备或辅视频监控设备；判断方法如下：

当所述视频监控设备与所述告警装置之间距离最近时，则设定为主视频监控设备；所述视频监控设备与所述告警装置之间的距离次近时，则设定为第一辅视频监控设备；

S33：自动调整所述主视频监控设备和/或所述第一辅视频监控设备的朝向，使其朝向所述告警装置所在区域；

S34：所述主视频监控设备和/或所述第一辅视频监控设备采集的图像回传至所述监控系统。

可选的，在步骤S33中，所述监控系统根据所述告警装置、所述主视频监控设备和/或所述第一辅视频监控设备的经纬度数据和高程数据，计算所述主视频监控设备和/或所述第一辅视频监控设备朝向所述告警装置的偏转角度，所述主视频监控设备和/或所述第一辅视频监控设备根据对应的偏转角度自动调整各自的朝向，从而朝向所述告警装置所在的区域。

可选的，所述偏转角度包括适用于左右摆动的第一偏转角度和适用于上下摆动的第二偏转角度；所述第一偏转角度根据经纬度数据计算，所述第二偏转角度根据高程数据计算。

可选的，在步骤S33中，所述主视频监控设备和/或所述第一辅视频监控设备根据其与所述告警装置之间的距离自动调整焦距，使其采集到清晰的图像。

可选的，所述监测装置包括但不限于GNSS地表位移监测仪、雨量监测仪、裂缝监测仪、倾角监测仪、土压力计、深部位移监测仪、水位计中的一种或多种。

可选的，在步骤S30中，预先设定所述监测装置所采集的数据相对应的数值区间，包括依次排列且互不交叉的正常区间、第一异常区间、第二异常区间、第三异常区间和第四异常区间；当所述监测装置采集的数据异常时，所采集的数据落入在第一异常区间、第二异常区间、第三异常区间或第四异常区间中，产生相应等级的预警信息。

可选的，根据预警信息的等级，来确定调动所述辅视频监控设备的个数、持续时长、图像采集张数、视频采集时长。

可选的，调动所述辅视频监控设备的方法如下：

当所述监测装置所采集的数据处于第一异常区间，对应产生蓝色预警信息，触发所述主视频监控设备，不触发所述辅视频监控设备；

当所述监测装置所采集的数据处于第二异常区间，对应产生黄色预警信息，触发所述主视频监控设备和所述第一辅视频监控设备；

当所述监测装置所采集的数据处于第三异常区间，对应产生橙色预警信息，触发所述主视频监控设备和所述第一辅视频监控设备；

当所述监测装置所采集的数据处于第四异常区间，对应产生红色预警信息，所述视频监控设备与所述告警装置之间的距离第三近时，则设定为第二辅视频监控设备，触发所述主视频监控设备、所述第一辅视频监控设备和所述第二辅视频监控设备。

可选的，所述视频监控设备包括摄像头以及驱动摄像头旋转的旋转台，所述旋转台与摄像头传动连接，所述摄像头上具有镜头端面，所述镜头端面上设有旋转擦洗镜头端面的外镜片，所述外镜片活动抵接在镜头端面上，所述外镜片上设有朝向镜头端面延伸布置的内擦洗条，所述内擦洗条沿着外镜片的周向环绕布置；

所述镜头端面上设有环形布置的擦洗框，所述擦洗框与镜头端面之间具有供外镜片旋转的间隙，所述擦洗框上设有朝向外镜片延伸布置的外擦洗条，所述外擦洗条沿着擦洗框的周向环绕布置，所述擦洗框与镜头端面之间通过插销贯穿连接形成固定位，所述固定位位于镜头端面的底部；

所述摄像头中设有容纳腔，所述容纳腔中设有驱动外镜片旋转擦洗镜头端面的驱动电机，所述驱动电机通过电机轴与外镜片连接形成旋转位，所述旋转位位于镜头端面的顶部上，所述旋转位与固定位之间纵向相对布置；

当所述外镜片覆盖在镜头端面上时，所述内擦洗条抵接在镜头端面上，所述外擦洗条抵接在外镜片上，所述内擦洗条与外擦洗条之间相对间隔布置。

可选的，所述外镜片的外周上设有弹性形变的防护环，所述防护环沿着外镜片的外周长度延伸布置，所述防护环上设有朝向擦洗框的外周延伸布置的外覆膜以及朝向镜头端面的外周延伸布置的内覆膜，所述内覆膜与外覆膜之间相对布置；

当所述外镜片覆盖在镜头端面上时，所述外覆膜抵接在擦洗框的外周上，所述内覆膜抵接在镜头端面的外周上。

与现有技术相比，本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法，在地质灾害可能发生的区域布置多个监测装置和多个视频监控设备，并与监控系统通讯连接，当某个监测装置发出预警信息时，使与告警装置距离较近的视频监控设备朝向告警装置所在区域，通过主视频监控设备和辅视频监控设备从多个角度采集图像信息，并回传至监控系统，提供告警设备所在区域的及时有效的图像信息供研判、决策及应对。相关人员无需到现场进行核实处置，直接通过回传的周边整体数据和局部数据进行研判，完成紧急情况下的指挥调度。

附图说明

图1是本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法的设备布置及数据传输示意图；

图2是本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法的判断机制示意图一；

图3是本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法的判断机制示意图二；

图4是本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法的摄像头与旋转台的立体示意图；

图5是本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法的摄像头与旋转台的侧视结构示意图；

图6是本发明提供的图4是本发明提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法的镜头端面与外镜片以及擦洗框的侧视结构示意图。

附图标记说明：

监测装置100、监控系统200、视频监控设备300、智能计算模块201、摄像头301、旋转台302、镜头端面303、外镜片304、内擦洗条305、擦洗框306、外擦洗条307、固定位308、驱动电机309、旋转位310、防护环311、内覆膜312、外覆膜313。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。

地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法，包括以下步骤：

S10：在地质灾害监测区域设置多个监测装置和两个以上视频监控设备，多个监测装置和两个以上视频监控设备通过有线或无线数据传输方式与监控系统通讯连接；

S20：每个监测装置和每个视频监控设备各自具有对应的设备识别编码，将监测装置的设备识别编码和视频监控设备的设备识别编码录入到监控系统中；并将每个监测装置和每个视频监控设备所在安装位置的经纬度数据和高程数据录入到监控系统中；

S30：监测装置实时监测；当监测装置采集的数据异常并产生预警信息时，产生预警信息的监测装置为告警装置；视频监控设备和告警装置联动捕捉异常图像，包括以下步骤：

S31：监控系统根据告警装置的设备识别编码对应找到告警装置的经纬度数据和高程数据。在监控系统中，每个监测装置和每个视频监控设备的设备识别编码与各自所在安装位置的经纬度数据和高程数据相对应，例如，可形成设备信息查询表，或者在相应程序的代码中通过不同的字段进行标识和存储，或者以其他方式存储。

S32：监控系统计算告警装置与两个以上视频监控设备之间的距离和角度，来判断视频监控设备是否为主视频监控设备或辅视频监控设备；判断方法如下：

当视频监控设备与告警装置之间距离最近时，则设定为主视频监控设备；视频监控设备与告警装置之间的距离次近时，则设定为第一辅视频监控设备；

S33：自动调整主视频监控设备和/或第一辅视频监控设备的朝向，使其朝向告警装置所在区域；

S34：主视频监控设备和/或第一辅视频监控设备采集的图像回传至监控系统。

本实施例提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法，在地质灾害可能发生的区域布置多个监测装置和多个视频监控设备，并与监控系统通讯连接，当某个监测装置发出预警信息时，使与告警装置距离较近的视频监控设备朝向告警装置所在区域，通过主视频监控设备和辅视频监控设备从多个角度采集图像信息，并回传至监控系统，提供告警设备所在区域的及时有效的图像信息供研判、决策及应对。相关人员无需到现场进行核实处置，直接通过回传的周边整体数据和局部数据进行研判，完成紧急情况下的指挥调度。

该方法将在地质灾害监测领域单兵作战的视频监控设备进行了联合控制；打破了1个视频监控设备看一片区域的现状，在紧急情况下充分利用了周边其它视频监控设备对监测区域同时捕捉异常，抓拍图像。

目前在地质灾害监测领域，相关人员仅仅通过信息化系统中的历史图片以及单个视频监控设备对现场进行远程核实，但实际监测告警，再到大面积滑坡都是在很短的时间内发生，若没有充足的数据供指挥中心参考，则可能错过最佳撤离时间；而本实施例提供的地质灾害监测多视频、多角度联动捕捉异常图像的方法能够在告警的同时，以最短的时间，从多个视角采集整体和局部的图像信息；供指挥中心人员进行研判。

在监控系统中包括智能计算模块，用于相关数据的计算。

具体的，监测装置和视频监控设备根据地质灾害监测区域的实际情况布置在不同位置上，以便于尽可能对地质灾害监测区域进行全面监控。

具体的，监测装置包括但不限于GNSS地表位移监测仪、雨量监测仪、裂缝监测仪、倾角监测仪、土压力计、深部位移监测仪、水位计中的一种或多种。根据实际需要，可设置多种监测装置来监测地质灾害监测区域可能发生的异常情况，以便于及时作出合理应对。

视频监控设备通常可以是摄像头，用于采集图像信息，可以拍摄照片以及视频信息。

具体的，在步骤S33中，监控系统根据告警装置、主视频监控设备和/或第一辅视频监控设备的经纬度数据和高程数据，计算主视频监控设备和/或第一辅视频监控设备朝向告警装置的偏转角度，主视频监控设备和/或第一辅视频监控设备根据对应的偏转角度自动调整各自的朝向，从而朝向告警装置所在的区域。

偏转角度包括适用于左右摆动的第一偏转角度和适用于上下摆动的第二偏转角度；第一偏转角度根据经纬度数据计算，第二偏转角度根据高程数据计算。

例如，监测装置、视频监控设备所在位置的经纬度数据和高程数据可以纳入到三维坐标系中，设备所在位置的坐标为(x,y,z)，其中x、y对应经纬度数据，z对应高程数据。

监测装置所在位置P(x

P点和A点之间的距离为

P点和B点之间的距离为

P点和C点之间的距离为

通过比较PA、PB、PC的大小可以确定主视频监控设备和辅视频监控设备。

将A点、B点连成一直线AB，过P点作一垂直于AB的直线作为参考线，相对于该参考线，可计算出A点、B点与P点之间的角度差异，并根据A点、B点的坐标可以计算出第一偏转角度和第二偏转角度，便于后续调整视频监控设备的朝向。例如，A点调整后的视频监控设备的朝向为AP朝向，B点调整后的视频监控设备的朝向为BP朝向。

第一辅视频监控设备和第二辅视频监控设备可以分别位于主视频监控设备的左右两侧，例如，第一辅视频监控设备是主视频监控设备左侧距离告警装置最近的视频监控设备(除了主视频监控设备以外)，第二辅视频监控设备是主视频监控设备右侧距离告警装置最近的视频监控设备(除了主视频监控设备以外)。

具体的，在步骤S33中，主视频监控设备和/或第一辅视频监控设备根据其与告警装置之间的距离自动调整焦距，使其采集到清晰的图像。

优选的，主视频监控设备提供告警装置所在区域的整体区域图像，辅视频监控设备提供告警装置所在区域的局部区域放大图像。

在步骤S30中，预先设定监测装置所采集的数据相对应的数值区间，包括依次排列且互不交叉的正常区间、第一异常区间、第二异常区间、第三异常区间和第四异常区间；当监测装置采集的数据异常时，所采集的数据落入在第一异常区间、第二异常区间、第三异常区间或第四异常区间中，产生相应等级的预警信息。例如预警等级信息可以按严重程度由轻到高的顺序划分为蓝色预警、黄色预警、橙色预警、红色预警。此次的颜色只是标识作用，可以用其他颜色代替，并且不一定是是四个预警等级，可以是二个预警等级、三个预警等级、五个预警等级或者更多。这可以根据需要对数据异常的数据范围进行不同的划分。

根据预警信息的等级，来确定调动辅视频监控设备的个数、持续时长、图像采集张数、视频采集时长。

可选的，调动辅视频监控设备的方法如下：

当监测装置所采集的数据处于第一异常区间，对应产生蓝色预警信息，触发主视频监控设备，不触发辅视频监控设备；

当监测装置所采集的数据处于第二异常区间，对应产生黄色预警信息，触发主视频监控设备和第一辅视频监控设备；

当监测装置所采集的数据处于第三异常区间，对应产生橙色预警信息，触发主视频监控设备和第一辅视频监控设备；

当监测装置所采集的数据处于第四异常区间，对应产生红色预警信息，视频监控设备与告警装置之间的距离第三近时，则设定为第二辅视频监控设备，触发主视频监控设备、第一辅视频监控设备和第二辅视频监控设备。

例如，视频监控设备的持续时长、在该持续时长下图像采集的张数、视频采集的时间如下表：

对于视频监控设备来说，

触发条件：触发点为地质灾害现场的监测装置告警。

触发机制：触发机制可自定义，例如蓝色告警触发主视频监控设备即可，黄、橙告警触发2台视频监控设备(主+辅)；红色告警触发3台视频监控设备(主+辅【左】+辅【右】)。

监控系统经计算后将偏转角度下发给视频监控设备进行朝向的调整定位，还可以使辅视频监控设备自动变焦以获得局部区域的放大图。

本实施例中，视频监控设备300包括摄像头301以及驱动摄像头301旋转的旋转台302，旋转台302与摄像头301传动连接，摄像头301上具有镜头端面303，镜头端面303上设有旋转擦洗镜头端面303的外镜片304，外镜片304活动抵接在镜头端面303上，外镜片304上设有朝向镜头端面303延伸布置的内擦洗条305，内擦洗条305沿着外镜片304的周向环绕布置；

镜头端面303上设有环形布置的擦洗框306，擦洗框306与镜头端面303之间具有供外镜片304旋转的间隙，擦洗框306上设有朝向外镜片304延伸布置的外擦洗条307，外擦洗条307沿着擦洗框306的周向环绕布置，擦洗框306与镜头端面303之间通过插销贯穿连接形成固定位308，固定位308位于镜头端面303的底部；

摄像头301中设有容纳腔，容纳腔中设有驱动外镜片304旋转擦洗镜头端面303的驱动电机309，驱动电机309通过电机轴与外镜片304连接形成旋转位310，旋转位310位于镜头端面303的顶部上，旋转位310与固定位308之间纵向相对布置；这样，外镜片304在旋转时，不会碰撞到擦洗框306；

当外镜片304覆盖在镜头端面303上时，内擦洗条305抵接在镜头端面303上，外擦洗条307抵接在外镜片304上，内擦洗条305与外擦洗条307之间相对间隔布置。

摄像头301通过镜头端面303将外界影像进行抓拍或录像，因此镜头端面303如果出现灰尘或者异物会对，摄像头301的抓拍以及录像产生影响；驱动电机309通过电机轴驱动外镜片304旋转擦洗镜头端面303上的异物，而外镜片304旋转时通过内擦洗条305对镜头端面303上的异物进行擦洗，利用外镜片304可以对镜头端面303起到保护以及擦洗，也可以供摄像头301直接进行抓拍和录像；

而镜头端面303通过擦洗框306对外镜片304进行保护以及定位，并且擦洗框306利用外擦洗条307被动擦洗外镜片304上的异物。

本实施例中，外镜片304的外周上设有弹性形变的防护环311，防护环311沿着外镜片304的外周长度延伸布置，防护环311上设有朝向擦洗框306的外周延伸布置的外覆膜313以及朝向镜头端面303的外周延伸布置的内覆膜312，内覆膜312与外覆膜313之间相对布置；

当外镜片304覆盖在镜头端面303上时，外覆膜313抵接在擦洗框306的外周上，内覆膜312抵接在镜头端面303的外周上。

外镜片304通过内覆膜312对外镜片304与镜头端面303之间的间隙进行密封保护，防止粉尘或者异物的进入；

外镜片304通过外覆膜313对外镜片304与擦洗框306之间的间隙进行保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。