(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210475771.0 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 谭淋耘 地址 400042 重庆市渝中区长江二路17 7号 附9号17- 3 申请人 潘勇　李敏　刘飞 (72)发明人 谭淋耘　 (74)专利代理 机构 重庆萃智邦成专利代理事务 所(普通合伙) 50231 专利代理师 竺栋　文怡然 (51)Int.Cl. G01C 9/36(2006.01) G01C 9/28(2006.01) G01C 9/06(2006.01) G01C 17/00(2006.01)H04N 7/18(2006.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 危岩体复杂变形的倾斜方向与倾斜角度监 测装置与方法 (57)摘要 本发明涉及危岩体监测技术领域， 具体涉及 一种危岩体复杂变形的倾斜方向与倾斜角度监 测装置； 装置固定设置于待监测的危岩体上， 其 特征在于， 包括防护外壳， 所述防护外壳内设置 有水平安装的指南针和万向水平仪， 以及相互之 间电性连接的图像采集器、 电源模块、 控制模块 和通讯模块， 所述图像采集器设置于万向水平仪 的正上方并与其保持位置相对固定， 所述控制模 块用以对图像采集器所采集的监测数据进行计 算和处理， 所述通讯模块用以将监测数据和监测 结果进行远程传输。 本技术方案用以解决现有技 术中危岩体倾斜方向和倾斜角度测量装置结构 较复杂， 且对危岩体的倾斜方向监测不够灵敏和 准确的问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114894161 A 2022.08.12 CN 114894161 A 1.一种危岩体复杂变形的倾斜方向监测装置， 固定设置于待监测的危岩体上， 其特征 在于， 包括防护外壳， 所述防护外壳内设置有水平安装的指南针和万向水平仪， 以及相互之 间电性连接的图像采集器、 电源模块、 控制模块和通讯模块， 所述图像采集器设置于万向水 平仪的正上方并与其保持位置相对固定， 用以对指南针和万向水平仪的状态进行实时监 测， 所述控制模块用以对图像采集器所采集的监测数据进行计算和处理， 所述通讯模块用 以将监测数据和监测结果进行远程传输， 所述电源模块用以对图像采集器、 控制模块和通 讯模块供电。 2.一种危岩体复杂 变形的倾斜方向与倾斜角度监测装置， 固定设置于待监测的危岩体 上， 其特征在于， 包括防护外壳， 所述防护外壳内设有水平安装的指南针和万向水平仪， 所 述万向水平仪的面板上标注有倾斜角度的刻度， 还设有相互之间电性连接的图像采集器、 电源模块、 控制模块和通讯模块， 所述图像采集器设置于万向水平仪的正上方并与其保持 位置相对固定， 用以对指南针和万向水平仪的状态进行实时监测， 所述控制模块用以对图 像采集器所采集的监测数据进 行计算和处理， 所述通讯模块用以将监测数据和监测结果进 行远程传输， 所述电源 模块用以对图像采集器、 控制模块和通讯模块供电。 3.根据权利要求1或2所述的监测装置， 其特征在于， 所述指南针位于万向水平仪的正 上方， 其中心在万向水平仪面板上的投影与万向水平仪的中心重合。 4.根据权利要求1或2所述的监测装置， 其特征在于， 还包括有支撑杆， 所述支撑杆的一 端固定于危岩体上， 所述支撑杆 的另一端可拆卸 连接有支撑板， 所述支撑板与防护外壳固 定连接。 5.根据权利要求4所述的监测装置， 其特征在于， 所述支撑杆和 支撑板之间通过万向节 转动连接， 且其连接的部位上还设有用以对支撑板的转动位置进行限位的限位机构， 所述 限位机构包括设置于支撑杆上 的抱箍， 以及一端转动连接支撑板下表面的顶杆， 所述顶杆 的另一端与抱箍可拆卸式连接， 且所述顶杆在竖直面上旋转， 所述顶杆与抱箍上均设有连 接环， 所述连接环内设有紧 固螺栓。 6.根据权利要求1或2所述的监测装置， 其特征在于， 所述电源模块包括蓄电池， 所述蓄 电池与图像采集器、 电源 模块、 控制模块和通讯模块电性连接 。 7.根据权利要求1或2所述的监测装置， 其特征在于， 所述万向水平仪面板上设有倾斜 方向的参照刻度线。 8.根据权利要求1或2所述的监测装置， 其特征在于， 所述支撑杆与危岩体连接的一端 上设有固定底座， 所述固定底座上设有 若干膨胀螺 栓。 9.一种危岩体复杂变形的倾斜方向与倾斜角度监测方法， 其特征在于包括有如下步 骤： (1)， 初始安装状态下， 万向水平仪与指南针在水平方向上平行设置， 采集包含万向水 平仪与指南针的图像作为初始基准图像， 以初始基准图像中万向水平仪的中心 点为基准点 O， 万向水平仪的参照刻度线标记为C， 指南针的北向指针中轴线所指方向为初始基准方向 N， 将所述初始基准方向N标注在万向水平仪初始基准图像的基准点O处， 得到复合基准图 像； (2)， 间隔时间X后， 采集包 含万向水平仪与指南针的对比图像； (3)， 识别对比图像中万向水平仪的水准泡轮廓并确定其中心点A， 万向水平仪的参照权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114894161 A 2刻度线标记为C ’， 对比图像中万向水平仪的中心点为基准点O ’， 识别对比图像中指南针的 北向指针中轴线 所指方向为正北方向N ’， 并将正北方向N ’标注在万向水平仪的对比图像的 基准点O’处， 得到复合对比图像； (4)叠合复合基准图像与复合对比图像， 使基准点O ’与基准点O重合， 并使正北方向N ’ 和初始基准方向N重合， 得到复合图像， 测量复合图像中中心 点A经基准点O或基准点O ’的延 长线与正北方向N ’或初始基准方向N形成的夹角， 得到危岩 体倾斜方向角度； 测量复合图像 中参照刻度线C和C ’相对于基准点O或基准点O ’的夹角， 得到危岩体沿水平方向的扭转角 度， 比较参照刻度线C和C ’的相对位置， 得到危岩体沿水平方向的扭转方向； (5)， 测量对比图像或复合对比图像或复合图像 中中心点A与万向水平仪面板上倾斜角 度刻度的相对位置， 经计算得到危岩体倾 斜角度。 10.一种危岩体复杂变形的倾斜方向与倾斜角度监测方法， 其特征在于包括有如下步 骤： (1)， 初始安装状态下， 万向水平仪与指南针在水平方向上平行设置， 采集包含万向水 平仪与指南针的图像作为初始基准图像， 以初始基准图像中万向水平仪的中心 点为基准点 O， 以指南针的北向指针中轴线指向为初始基准方向N， 测量万向水平仪面板上的任一固定 点通过基准 点O的直线与初始基准方向N的夹角作为扭转 参照角度； (2)， 间隔时间X后， 采集包 含万向水平仪与指南针的对比图像； (3)， 识别对比图像中万向水平仪的水准泡轮廓并确定其中心点A， 以对比图像中万向 水平仪的中心点为基准点O ’， 识别对比图像中指南针的北向指针中轴线指向为正北方向 N’， 并将正北 方向N’标注在万向水平仪的对比图像的基准 点O’处； (4)测量对比图像中中心点A经基准点O ’的延长线与 正北方向N ’形成的夹角， 得到危岩 体倾斜方向角度； 测量万向水平仪面板上的所述任一固定点通过基准点O ’的直线与正北方 向N’的夹角作为扭转误差角度， 计算扭转误差角度与扭转参照角度的差值， 得到危岩体沿 水平方向的扭转方向和扭转角度； (5)， 测量对比图像中中心点A与万向水平仪面板上倾斜角度刻度的相对位置， 经计算 得到危岩体倾 斜角度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114894161 A 3