一种基于RGB颜色传感器三维红外监测滑坡变形的装置

技术领域

本发明涉及一种地质灾害监测装置，特别涉及一种基于RGB颜色传感器三维红外监测滑坡变形的装置。

背景技术

中国是一个多山地丘陵国家，滑坡灾害频发，尤其在中国西南地区，地形地貌复杂多变山体众多，山势险峻，沟谷纵横遍布山体之中，与之相互切割，形成许多具有滑动作用的滑动面和切割面，为滑坡的发生创造了有利条件；同时降雨对滑坡的影响很大，长期降雨，雨水大量下渗，使斜坡上岩土体处于饱和状态，有效应力大幅降低，坡体的抗剪强度随之降低，同时雨水的大量灌入也增加了滑体的重量；同时地下水的活动，也使滑面软化，强度降低，增大了滑坡发生的可能性，不少滑坡具有“大雨大滑，小雨小滑、无雨不滑”的特点，因此滑坡体内空隙水压力大小是决定滑坡发生的重要因素。

目前，滑坡监测主要采用简单位移监测方法，一般是根据滑坡监测点位移累积到一个临界值时才做出滑坡是否发生的判断，但是降雨条件、构造活动下，地下水位会突然升高，空隙水压力会在短时间内急剧增大，这种状况下，滑坡变形累积位移值可能还未达到标定的临滑状态就发生了。由于不能检测坡体空隙水压力，使滑坡检测的可靠性降低，同时也无法根据监测位置空气湿度进行天气状况预估，不能将滑坡发生预警时间提前；绘图模块无法及时绘制滑坡监测点的时间位移云图，故不能监测滑坡发生的同时也对滑坡方量做出估计，不能为后续滑坡灾害的防护和治理做好充分准备，因此滑坡监测点的天气状况变化预测和坡体内空隙水压力监测是预报滑坡的关键技术。

发明内容

本发明的目的是要解决上述现有滑坡监测主要采用简单位移监测方法，不能在检测位移变化的同时检测坡体空隙水压力，以至于滑坡变形累积位移值可能还未达到标定临滑状态就发生，使检测可靠性低；不能根据监测位置空气湿度变化趋势进行天气状况预估，无法将滑坡发生预警时间提前，不能利用绘图模块绘制的时间位移云图，对滑坡方量做出估计，监测滑坡灾害发生的同时不能为后续防护和治理做好充分准备等问题，而提供一种基于RGB颜色传感器三维红外监测滑坡变形的装置。

本发明是由数个标靶和数个检测模块组成，每个标靶与相对应的检测模块分别固定在滑坡监测点上；

检测模块包括壳体、红外线接受器、矩阵式红外线光源、旋转电机、聚焦透镜、颜色传感器、CPU处理模块、三维转换模块和湿度传感器、无线电发送模块和数字电路，旋转电机固定设置在壳体左端，红外线接受器固定设置在旋转电机上，矩阵式红外线光源镶嵌在红外线接受器内，三维转换模块和湿度传感器和数字电路，分别固定设置在壳体上下两侧，颜色传感器和CPU处理模块分别固定设置在壳体中间，无线电发送模块固定设置在壳体右侧，三维转换模块和无线电发送模块分别与CPU处理模块相连接，颜色传感器和湿度传感器通过数字电路与CPU处理模块相连接。

本发明的工作原理和过程：

在滑坡监测点各个位置布设数个标靶，成网状分布，在标靶四周不超过200m范围内安装检测数个模块，装置安装完毕后，进行检测模块红外线调焦，确保每个红外线光源能够打在标靶上，利用颜色传感器进行RGB颜色信号参考值干湿标定，输入CPU处理模块进行编码解译，打开所有检测模块内的电源，进行各个标靶点位移、空隙水压力，空气湿度检测，所有检测点检测到的标靶信息，通过无线电发送到接受终端，接受终端利用绘图模块绘制时间位移云图，进行滑坡转向、转动角度判断，估计可能的滑坡方量，从而对滑坡破坏做出预警，划分灾害等级；

CPU处理模块根据湿度传感器检测到环境湿度变化对天气状况做出合理判断，给出晴天、阴雨天气状况下标准RGB颜色编码，使用的颜色传感器为IR滤光片的颜色传感器，对光亮度变化敏感性高，环境适应性强，可以小时昼夜检测，颜色传感器可以输出不同RGB颜色频率的电信号，经CPU处理模块处理，可以对标靶的干湿度作出检测，矩阵式红外线光源，光学输出功率在800mw-100mw，非常高的发光效率和强度，照射距离远，清晰度高，投射到靶体上的光斑非常均匀，使红外线接收器接收到标靶反射的红外线基本无衰弱，准确检测标靶的RGB颜色变化，三维旋转模块根据CPU处理模块发送的指令，控制旋转电机的旋转，从而实现标靶体的定位追踪。

本发明的有益效果：

本发明结合红外线颜色传感器和湿度传感器于一体，由于RGB颜色传感器对相似颜色和色调的检测可靠性较高，本装置通过测量标靶颜色三基色反射比率，标靶湿度不同对颜色的反射比率不同，从而达到检测坡体空隙水压力的目的，颜色传感器能够准确区别及其相似的颜色，甚至相同颜色的不同色调，检测精密度极高；该发明结合湿度传感器检测的空气湿度数据，可对监测位置天气变化趋势进行预估，将滑坡发生预警时间提前，同时根据绘图模块绘制时间位移云图，对滑坡方量做出估计，为后续防护和治理做好充分准备。

附图说明

图1是本发明装置检测模块结构示意图。

图2是本发明的工作流程图。

图3是本发明使用时的示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，本发明是由数个标靶1和数个检测模块2组成，每个标靶1与相对应的检测模块2分别固定在滑坡监测点上；

检测模块2包括壳体21、红外线接受器22、矩阵式红外线光源23、旋转电机24、聚焦透镜25、颜色传感器26、CPU处理模块27、三维转换模块29和湿度传感器200、无线电发送模块201和数字电路202，旋转电机24固定设置在壳体21左端，红外线接受器22固定设置在旋转电机24上，矩阵式红外线光源23镶嵌在红外线接受器22内，三维转换模块29和湿度传感器200和数字电路202，分别固定设置在壳体上下两侧，颜色传感器26和CPU处理模块27分别固定设置在壳体21中间，无线电发送模块201固定设置在壳体21右侧，三维转换模块29和无线电发送模块201分别与CPU处理模块27相连接，颜色传感器26和湿度传感器200通过数字电路202与CPU处理模块27相连接。

本发明的工作原理和过程：

请参阅图1、图2和图3所示，在滑坡监测点各个位置布设数个标靶1，成网状分布，在标靶四周不超过200m范围内安装检测数个模块2，装置安装完毕后，进行检测模块2红外线调焦，确保每个红外线光源能够打在标靶1上，利用颜色传感器26进行RGB颜色信号参考值干湿标定，输入CPU处理模块27进行编码解译，打开所有检测模块2内的电源，进行各个标靶点位移、空隙水压力，空气湿度检测，所有检测点检测到的标靶1信息，通过无线电发送到接受终端，接受终端利用绘图模块绘制时间位移云图，进行滑坡转向、转动角度判断，估计可能的滑坡方量，从而对滑坡破坏做出预警，划分灾害等级；

CPU处理模块27根据湿度传感器200检测到环境湿度变化对天气状况做出合理判断，给出晴天、阴雨天气状况下标准RGB颜色编码，使用的颜色传感器26为IR滤光片的颜色传感器，对光亮度变化敏感性高，环境适应性强，可以24小时昼夜检测，颜色传感器26可以输出不同RGB颜色频率的电信号，经CPU处理模块27处理，可以对标靶1的干湿度作出检测，矩阵式红外线光源23，光学输出功率在800mw-100mw，非常高的发光效率和强度，照射距离远，清晰度高，投射到靶体上的光斑非常均匀，使红外线接收器22接收到标靶1反射的红外线基本无衰弱，准确检测标靶1的RGB颜色变化，三维旋转模块29根据CPU处理模块27发送的指令，控制旋转电机24的旋转，从而实现标靶体1的定位追踪。