CN114413853A - 基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法及装置 - Google Patents

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CN114413853A CN202210042858.9A CN202210042858A CN114413853A CN 114413853 A CN114413853 A CN 114413853A CN 202210042858 A CN202210042858 A CN 202210042858A CN 114413853 A CN114413853 A CN 114413853A
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廖长明
敬志坚
庄永忠
向本乾
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Abstract

本发明公开了涉及基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法及装置，涉及尾矿库监测领域，方法包括S1采集倾斜摄影照片数据，S2建立尾矿库三维模型，S3在浏览器中访问展示生成的三维模型数据，S4监测尾矿库的各项数据，S5分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并生成尾矿库风险评估报告；装置包括采集模块、建模模块、信息监测模块、分析处理模块、导出模块、中央控制器和显示模块；无人机采集倾斜摄影照片数据后，建立三维模型，并通过传感器对尾矿库的各项数据进行监测，并对尾矿库的各项数据进行分析，在浏览器上显示预警周边的情况及影响的范围，为决策指挥提供依据。

Description

基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法及装置
技术领域
本发明涉及尾矿库监测领域，尤其涉及一种基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法及装置。
背景技术
我国尾矿库数量多、分布广，很多尾矿库已经运行多年，库容量也在逐渐减小，抵制自然灾害的能力不断下降，安全隐患日益增多。而且尾矿库的安全关系到其影响区域内人民生命财产及环境的安全，故而做好尾矿库的安全监测意义重大。然而，许多尾矿库管理由于检测监控***不完备、检测监控技术落后，专业检测人员缺乏等原因，有些处在无检测监控状态，有些虽有人工定期用传统仪器到现场进行测量，但受天气、人工、现场条件等诸多因素的影响，存在一定的***误差和人工误差，这些都影响着尾矿库的安全生产和安全管理水平。因此，利用现代通信、电子设备、三维模型技术及计算机技术实现对尾矿库监测指标数据实时、自动监测等是对尾矿库的***一条必由之路。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法及装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法，包括：
S1、通过无人机采集倾斜摄影照片数据；
S2、根据照片数据建立尾矿库三维模型，将其传输至应用服务器，并加载到Web***；
S3、在浏览器中访问展示生成的三维模型数据；
S4、在尾矿库的坝体表面、坝体内部、浸润线、库区和干滩处安装信息监测模块，通过管理端的页面在建立尾矿库三维模型中绑定信息监测模块信息，信息监测模块用于监测尾矿库的各项数据，各项数据包括库区水位、坝体浸润线、干滩液位和视频图像；
S5、分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并根据分析结果生成尾矿库风险评估报告。
基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，包括：
用于采集尾矿库模型数据的采集模块；
用于建立尾矿库3D模型的建模模块；采集模块的数据信号输出端与建模模块的数据信号输入端连接；
用于实时监测尾矿库各项数据的信息监测模块；
分析处理模块；分析处理模块用于分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并根据分析结果生成尾矿库风险评估报告，信息监测模块的数据信号输出端与分析处理模块的数据信号输入端连接；
用于导出分析结果的导出模块；分析处理模块的数据信号输出端与导出模块的数据信号输入端连接；
中央控制器；建模模块、信息监测模块和导出模块的数据信号输出端均与中央控制器的数据信号输入端连接；
用于显示监测数据、尾矿库3D模型和分析结果的显示模块；显示模块的信号端与中央控制器的信号端连接。
本发明的有益效果在于：无人机采集倾斜摄影照片数据后，建立三维模型，并通过传感器对尾矿库的各项数据进行监测，并对尾矿库的各项数据进行分析，在浏览器上显示预警周边的情况及影响的范围，为决策指挥提供依据。
附图说明
图1是本发明基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法的流程示意图；
图2是本发明基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法，包括：
S1、通过无人机采集倾斜摄影照片数据；
S2、用CC建模软件根据照片数据建立尾矿库三维模型后，根据尾矿库的范围裁剪模型数据，再其传输至应用服务器，并加载到Web***；
S3、在浏览器中访问展示生成的三维模型数据；
S4、在尾矿库的坝体表面、坝体内部、浸润线、库区和干滩处安装信息监测模块，通过管理端的页面在建立尾矿库三维模型中绑定信息监测模块信息，信息监测模块用于监测尾矿库的各项数据，各项数据包括库区水位、坝体浸润线、干滩液位和视频图像，实时监测数据展示在浏览器中三维模型的对应位置；
S5、分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并根据分析结果生成尾矿库风险评估报告，具体包括：
S51、每隔一段时间计算坝体表面、坝体内部和干滩处的位移量，位移量为观测值-初始值；
S52、每隔一段时间计算每个实时检测监测数据和位移量与对应数据设定的预警临界值之间的差值获得分析结果；
S53、根据分析结果生成尾矿库风险评估报告。
基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，包括：
用于采集尾矿库模型数据的采集模块；
用于建立尾矿库3D模型的建模模块；采集模块的数据信号输出端与建模模块的数据信号输入端连接；
用于实时监测尾矿库各项数据的信息监测模块；
分析处理模块；分析处理模块用于分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并根据分析结果生成尾矿库风险评估报告，信息监测模块的数据信号输出端与分析处理模块的数据信号输入端连接；
用于导出分析结果的导出模块；分析处理模块的数据信号输出端导出模块的数据信号输入端连接；
中央控制器；建模模块、信息监测模块和导出模块的数据信号输出端均与中央控制器的数据信号输入端连接；
用于显示监测数据、尾矿库3D模型和分析结果的显示模块；显示模块的信号端与中央控制器的信号端连接。
分析处理模块包括：
数据处理模块；数据处理模块用于计算坝体表面、坝体内部和干滩处的位移量，信息监测模块的数据信号输出端与数据处理模块的数据信号输入端连接；
分析模块；分析模块用于计算每个实时检测监测数据和位移量与对应数据设定的预警临界值之间的差值获得分析结果，信息监测模块和数据处理模块的数据信号输出端均与分析模块的数据信号输入端连接；
生成模块；生成模块用于根据分析结果生成尾矿库风险评估报告，分析模块的数据信号输出端与生成模块的数据信号输入端连接。
采集模块为无人机，无人机用于倾斜摄影尾矿库的照片数据，建模模块安装有CC建模软件。
信息监测模块包括多个摄像设备和多个液位传感器，多个摄像设备用于采集尾矿库多个位置的视频图像，液位传感器用于采集尾矿库的库区水位、干滩处的液位和坝体的浸润线，多个摄像设备和多个液位传感器的数据信号输出端均与分析处理模块和中央控制器的数据信号输入端连接。
监测装置还包括云端服务器，信息监测模块和采集模块的数据信号输出端与云端服务器的数据信号输入端连接，云端服务器的数据信号输出端分别与分析处理模块和中央控制器的数据信号输入端连接。
无人机采集倾斜摄影照片数据后，建立三维模型，并通过传感器对尾矿库的各项数据进行监测，并对尾矿库的各项数据进行分析，在浏览器上显示预警周边的情况及影响的范围，为决策指挥提供依据。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法，其特征在于，包括：
S1、通过无人机采集倾斜摄影照片数据；
S2、根据照片数据建立尾矿库三维模型，将其传输至应用服务器，并加载到Web***；
S3、在浏览器中访问展示生成的三维模型数据；
S4、在尾矿库的坝体表面、坝体内部、浸润线、库区和干滩处安装信息监测模块，通过管理端的页面在建立尾矿库三维模型中绑定信息监测模块信息，信息监测模块用于监测尾矿库的各项数据，各项数据包括库区水位、坝体浸润线、干滩液位和视频图像；
S5、分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并根据分析结果生成尾矿库风险评估报告。
2.根据权利要求1所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法，其特征在于，在S2中，采用CC建模软件建立尾矿库三维模型后，根据尾矿库的范围裁剪模型数据。
3.根据权利要求1所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法，其特征在于，在S4中，实时监测数据展示在浏览器中三维模型的对应位置。
4.根据权利要求1所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测方法，其特征在于，在S5中包括：
S51、每隔一段时间计算坝体表面、坝体内部和干滩处的位移量；
S52、每隔一段时间计算每个实时检测监测数据和位移量与对应数据设定的预警临界值之间的差值获得分析结果；
S53、根据分析结果生成尾矿库风险评估报告。
5.基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，其特征在于，包括：
用于采集尾矿库模型数据的采集模块；
用于建立尾矿库3D模型的建模模块；采集模块的数据信号输出端与建模模块的数据信号输入端连接；
用于实时监测尾矿库各项数据的信息监测模块；
分析处理模块；分析处理模块用于分析监测尾矿库的各项实时监测数据获得分析结果，并根据分析结果生成尾矿库风险评估报告，信息监测模块的数据信号输出端与分析处理模块的数据信号输入端连接；
用于导出分析结果的导出模块；分析处理模块的数据信号输出端与导出模块的数据信号输入端连接；
中央控制器；建模模块、信息监测模块和导出模块的数据信号输出端均与中央控制器的数据信号输入端连接；
用于显示监测数据、尾矿库3D模型和分析结果的显示模块；显示模块的信号端与中央控制器的信号端连接。
6.根据权利要求5所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，其特征在于，分析处理模块包括：
数据处理模块；数据处理模块用于计算坝体表面、坝体内部和干滩处的位移量，信息监测模块的数据信号输出端与数据处理模块的数据信号输入端连接；
分析模块；分析模块用于计算每个实时检测监测数据和位移量与对应数据设定的预警临界值之间的差值获得分析结果，信息监测模块和数据处理模块的数据信号输出端均与分析模块的数据信号输入端连接；
生成模块；生成模块用于根据分析结果生成尾矿库风险评估报告，分析模块的数据信号输出端与生成模块的数据信号输入端连接。
7.根据权利要求5所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，其特征在于，采集模块为无人机，无人机用于倾斜摄影尾矿库的照片数据，建模模块安装有CC建模软件。
8.根据权利要求5所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，其特征在于，信息监测模块包括多个摄像设备和多个液位传感器，多个摄像设备用于采集尾矿库多个位置的视频图像，液位传感器用于采集尾矿库的库区水位、干滩处的液位和坝体的浸润线，多个摄像设备和多个液位传感器的数据信号输出端均与分析处理模块和中央控制器的数据信号输入端连接。
9.根据权利要求5所述的基于传感器和三维模型的尾矿库监测装置，其特征在于，监测装置还包括云端服务器，信息监测模块和采集模块的数据信号输出端与云端服务器的数据信号输入端连接，云端服务器的数据信号输出端分别与分析处理模块和中央控制器的数据信号输入端连接。
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