恭喜中国水利水电科学研究院刘毅获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国水利水电科学研究院申请的专利大坝外观全域变形监测及预警方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115435702B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210979851.X,技术领域涉及:G01B11/16;该发明授权大坝外观全域变形监测及预警方法是由刘毅;聂鼎;金鑫鑫;谭妮;卢正超;黎利兵;姜云辉;邱永荣;李辉;段治良设计研发完成,并于2022-08-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本大坝外观全域变形监测及预警方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种大坝外观全域变形监测及预警方法,即:先获取不同时刻的大坝外部整个坝面三维点云坐标集,对t时刻修正后的大坝坝面全域三维点云坐标集进行多元回归统计分析,计算确定t时刻整个坝面多元连续函数集;对t+1时刻修正后的大坝整个外观坝面三维点云坐标数据集进行多元回归统计分析,计算确定t+1时刻大坝整个外观坝面的多元连续函数集;对比t时刻和t+1时刻整个坝面多元连续函数集,计算两个时刻的坐标数值差异,从而快速获取大坝整个外观的连续变形情况,并依据变化情况划分预警等级。本发明可快速识别并定位大坝外观全域的微小变形及区域,发出预警,便于采取合理工程技术措施有效控制大坝外观变形的进一步扩大,保障大坝安全。
本发明授权大坝外观全域变形监测及预警方法在权利要求书中公布了:1.一种大坝外观全域变形监测及预警方法,其特征在于:它包括如下步骤:S1、获取大坝坝体整个外观三维点云坐标集;S1.1、采用无人机视觉摄影并搭载激光雷达装备,获取大坝坝体全域的坝面图像及激光坐标数据,采用相邻图像特征点匹配并通过激光雷达校核的方法,对拍摄的全域坝面表面图像进行图像处理,获取t时刻大坝全域坝面三维点云坐标数据集At={xti,yti,zti},其中,i=1,2,3,…,p,p为代表大坝坝体全域外观特征的三维点云数据的个数;S1.2、依据大坝坝面的空间位置,将大坝坝面均匀划分为m个坝面拟合区域,则大坝整个坝面三维点云坐标数据集Bt被划分为{Bt1,Bt2,Bt3,…,Btm},其中,Btm表示t时刻编号为m的坝面拟合区域三维点云坐标数据集合;S2、对t时刻大坝整个坝面三维点云坐标集Bt进行多元回归统计分析,确定大坝整个坝面多元连续函数集Ct={ft1x,y,z,ft2x,y,z,ft3x,y,z,…,ftmx,y,z},多元连续函数集Ct的计算步骤如下:S2.1、基于大坝整个坝面三维点云坐标数据集Btm,分别求解每个坝面拟合区域的多元连续函数ftmx,y,z及每个坝面拟合区域的决定系数R2:1设坝面多元连续函数ftmx,y,z模型为:其中,ajk为函数系数,j为x的项数,k为y的项数;2采用残差平方和Sx,y,z作为评价函数,带入坐标集Btm,同时设置限制函数:求解的最优系数解集{a00,a01,a02,a03,a10,...,ajk},得到了当前t时刻大坝每个坝面拟合区域的多元连续函数ftmx,y,z;3计算大坝每个坝面拟合区域多元连续函数ftmx,y,z的决定系数其中,SSR为回归平方和,SST为总平方和;S2.2、判断每个坝面拟合区域的决定系数R2是否大于0.9?如果决定系数R2>0.9,说明该坝面拟合区域连续函数ftmx,y,z满足精度要求,执行步骤S2.4;如果决定系数R2≤0.9,说明该坝面拟合区域连续函数ftmx,y,z不满足精度要求,执行步骤S2.3;S2.3、对不满足精度要求的连续函数ftmx,y,z所在坝面拟合区域坐标集Btm,基于几何构造对该坝面拟合区域进行四等分,则此时Btm由四个子区域构成{Btm1,Btm2,Btm3,Btm4},对重新划分后的坐标集区域执行步骤S2.1拟合求解,若重新拟合后的多元连续函数的决定系数R2仍然不大于0.9,则继续对划分后仍不满足精度要求的坝面拟合区域坐标集继续四等分细化,直到大坝坝面内的所有坝面拟合区域的多元连续函数的决定系数R2都大于0.9,则停止划分;此时第m号坝面拟合区域Btm有bb≥1个子区域{Btm1,Btm2,Btm3,…,Btmb},每个子区域都有一个高精度的多元连续函数ftmbx,y,z;S2.4当m个区域内的所有子区域决定系数R2全部大于0.9时,t时刻的大坝表面一共有n个多元连续函数;S3、对t+1时刻大坝整个坝面三维点云坐标数据集Bt+1m重复上述步骤S1和S2操作,确定t+1时刻大坝整个坝面多元连续函数集Ct+1={ft+11x,y,z,ft+12x,y,z,ft+13x,y,z,…,ft+1mx,y,z},t+1时刻的大坝表面一共有l个多元连续函数;S4、对比t时刻整个坝面多元连续函数集Ct和t+1时刻整个坝面多元连续函数集Ct+1,判断大坝坝面是否存在变形情况,并依据变化情况划分预警等级。
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