无源反射靶标的防污处理方法及对应的图像位移测量仪与流程

本发明涉及一种无源反射靶标的防污处理方法及对应的图像位移测量仪，特别是一种用于边坡、隧道、桥梁位移监测设备中的无源反射靶标的防污处理方法。

背景技术：

1、在边坡、隧道、桥梁位移监测中通常采用基于图像处理的位移传感器，其基本原理是在被测位置处设置靶标，然后在远端架设基于相机的位移传感器，通过捕捉靶标在相机上的图像位置变化，换算得到被测目标的位移参数。

2、申请号为202510085058.9的专利“一种边坡安全轻量化监测系统”，提供一种边坡安全轻量化监测系统，包括视频位移采集系统、视频监控系统、雨量采集系统、太阳能供电系统、报警模块和数据监控中心平台；视频位移采集系统包括无源标靶、多点图像位移测量仪和红外补光灯；无源标靶和报警模块安装在边坡上；多点图像位移测量仪和边坡分设在道路的相对两侧，多点图像位移测量仪位于边坡的对面，并朝向无源标靶；视频监控系统、雨量采集系统、太阳能供电系统安装在多点图像位移测量仪所在侧。红外补光灯与多点图像位移测量仪设置在同一侧，其朝向所述无源标靶，用于夜间对无源标靶进行补光。

3、存在的问题是，现有图像传感器的无源靶标通常采反射膜片（例如3m反光贴），其核心光学元件为微晶或者玻璃微珠阵列，在长期使用过程中会因为表面灰尘污染而影响到远端的图像位移测量仪的成像。图1给出了现有无源靶标因为遭受污染而引起的成像不清楚的实物图，其中图像的上部分为靶标实物照片，下部为靶标在远端图像传感器的成像效果。很显然当重度污染后，该靶标已经无法使用，即使在远端通过补光灯照明也无济于事。如果定期派人擦拭又存在维护成本高、且需要对正常交通造成影响等问题，限制了该靶标的推广使用。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种无源反射靶标的防污处理方法及对应的图像位移测量仪，通过在无源反射靶标前面设置透明的防尘膜，由于薄膜材料均匀透光，故不会对位移传感器的测量带来影响。长期使用时灰尘直接污染在防尘膜上，通过定期更换该防尘膜，就可以避免对内部无源反射靶标的污染。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种无源反射靶标的防污处理方法，其特殊之处在于：在无源反射靶标的正面覆盖一层防尘膜，防尘膜通过换膜机构控制，换膜机构每间隔一段时间或者接收到换膜指令后进行一次换膜操作，将无源反射靶标正面覆盖的旧防护膜移走，同时将新的防护膜覆盖在无源反射靶标正面。

4、上述无源反射靶标的防污处理方法中，图像位移传感器对所述无源反射靶标进行成像，并通过无线方式进行信息交互；当图像位移传感器根据靶标的成像质量判断得到无源反射靶标受污染后，则在传感器内部生成靶标受污信号，并自主发送换膜指令至无源反射靶标；或者将受污染信号发送至远端的控制中心，由控制中心远程发送换膜指令至无源反射靶标的换膜机构。

5、图像位移传感器对所述无源反射靶标进行成像，当图像位移传感器根据靶标图像的成像质量判断得到无源反射靶标受污染后，自主发送换膜指令；或者将结果发送至远端的控制中心，由控制中心远程发送换膜指令。

6、上述无源反射靶标的防污处理方法中，所述的换膜机构包括壳体和壳体内部设置的主动卷轴、从动卷轴、防尘膜、电机单元和控制模块；

7、壳体的前端安装有盖板，盖板上贴有所述的无源反射靶标；

8、防尘膜的中部为展开区，覆盖在盖板前表面的无源反射靶标上，防尘膜的两端为卷状，分别缠绕在主动卷轴和从动卷轴上；

9、所述的主动卷轴的一端设置有电机单元，所述的电机单元与控制模块电连接；电机单元在控制模块驱动下使得主动卷轴转动设定的圈数，将展开区的旧防尘膜缠绕在主动卷轴上，同时将从动卷轴上缠绕的新防尘膜解开后，覆盖在无源反射靶标上。

10、上述无源反射靶标的防污处理方法中，主动卷轴和从动卷轴设置在盖板下方的壳体内，盖板的两侧加工有供防尘膜穿过的长条孔。

11、上述无源反射靶标的防污处理方法中，盖板或壳体的两侧分别安装有两只转动导杆，展开区的防尘膜的两端分别支撑在两只转动导杆后，再缠绕在主动卷轴和从动卷轴上。

12、上述无源反射靶标的防污处理方法中，转动导杆中部为圆棒，两端为支撑在盖板或壳体上的转轴结构；转动导杆嵌入在长条孔内或者安装在壳体两侧的支架上。

13、上述无源反射靶标的防污处理方法中，所述的盖板的外部安装有前面板，前面板和盖板之间设置有供防尘膜穿过的缝隙；所述前面板的中心开有露出无源反射靶标的通孔，前面板背面的外圈设置有吸尘垫。

14、上述无源反射靶标的防污处理方法中，所述的控制模块包括控制电路板和无线收发模块，所述的控制电路板设置有单片机，所述的单片机与无线收发模块电连接，单片机在无线收发模块接收到远端发送的换膜信号后，驱动电机单元按照设定圈数转动。

15、上述无源反射靶标的防污处理方法中，所述的控制模块包括电池和控制电路板，所述的控制电路板设置有单片机，单片机每间隔设定的时长后驱动电机单元按照设定圈数转动。

16、一种图像位移测量仪，包括无源反射靶标，所述的无源靶标所述的防污处理方法进行防污处理。

17、本发明具有的有益技术效果如下：

18、一、本发明提出了一种通过无源反射靶标防污染方法，通过在无源反射靶标前面设置透明的防尘膜，长期使用时灰尘直接污染在防尘膜上，通过定期更换该防尘膜，就可以避免对内部无源反射靶标的污染。同时防尘膜选用耐久性较好的薄膜材料，确保长时间户外条件下不降解，不影响透光性。

19、二、本发明设计了简单可靠的换膜机构，将防尘膜的中部覆盖在无源反射靶标上，防尘膜的两端为卷状结构，分别缠绕在机壳内部的主动卷轴和从动卷轴上；同时换膜机构内部有单片机控制的电机，每间隔设定的时长后或者接收到外部的指令后，驱动电机单元按照设定圈数转动，实现一次自动换膜操作，满足了户外长期工作的要求。整机采用低功耗设计，待机电流最低5微安，可满足三年以上电池供电需求，此外整机结构设计精巧，重量轻，易安装，电池和卷膜可更换，增加了靶标使用寿命。

20、三、本发明的换膜机构通过单片机、无线收发模块电与图像位移传感器主机进行远程数据交互。图像位移传感器主机检测靶标污染情况，当污染严重后通过无线方式远程自主发送换膜指令，或者将结果发送至远端的控制中心，由控制中心远程发送换膜指令。单片机的无线收发模块接收到换膜指令后，驱动电机单元按照设定圈数转动，实现一次换膜操作，使得整个图像位移传感全天候器无人值守和远程运维。

1.一种无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：在无源反射靶标（7）的正面覆盖一层防尘膜（4），防尘膜（4）通过换膜机构（18）控制，换膜机构（18）每间隔一段时间或者接收到换膜指令后进行一次换膜操作，将无源反射靶标（7）正面覆盖的旧防护膜移走，同时将新的防护膜（4）覆盖在无源反射靶标（7）正面。

2.根据权利要求1所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：图像位移传感器对所述无源反射靶标（7）进行成像，并通过无线方式进行信息交互；当图像位移传感器根据靶标的成像质量判断得到无源反射靶标（7）受污染后，则在传感器内部生成靶标受污信号，并自主发送换膜指令至无源反射靶标（7）；或者将受污染信号发送至远端的控制中心，由控制中心（16）远程发送换膜指令至无源反射靶标（7）的换膜机构（18）。

3.根据权利要求1或2所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：所述的换膜机构（18）包括壳体（3）和壳体（3）内部设置的主动卷轴（1）、从动卷轴（2）、防尘膜（4）、电机单元（9）和控制模块（10）；

4.根据权利要求3所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：主动卷轴（1）和从动卷轴（2）设置在盖板（5）下方的壳体（3）内，盖板（5）的两侧加工有供防尘膜穿过的长条孔（61）。

5.根据权利要求3所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：盖板（5）或壳体（3）的两侧分别安装有两只转动导杆（6），展开区（41）的防尘膜（4）的两端分别支撑在两只转动导杆（6）后，再缠绕在主动卷轴（1）和从动卷轴（2）上。

6.根据权利要求3所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：转动导杆（6）中部为圆棒，两端为支撑在盖板（5）或壳体（3）上的转轴结构；转动导杆（6）嵌入在长条孔（61）内或者安装在壳体（3）两侧的支架（62）上。

7.根据权利要求3所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：所述的盖板（5）的外部安装有前面板（8），前面板（8）和盖板（5）之间设置有供防尘膜穿过的缝隙；所述前面板（8）的中心开有露出无源反射靶标（7）的通孔（81），前面板（8）背面的外圈设置有吸尘垫（82）。

8.根据权利要求3所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：所述的控制模块包括控制电路板和无线收发模块（13），所述的控制电路板设置有单片机，所述的单片机与无线收发模块（13）电连接，单片机在无线收发模块（13）接收到远端发送的换膜信号后，驱动电机单元（9）按照设定圈数转动。

9.根据权利要求3所述的无源反射靶标的防污处理方法，其特征在于：所述的控制模块包括电池和控制电路板，所述的控制电路板设置有单片机，单片机每间隔设定的时长后驱动电机单元（9）按照设定圈数转动。

10.一种图像位移测量仪，其特征在于：包括无源反射靶标，所述的无源靶标采用如权利要求1至9任意之一所述的防污处理方法进行防污处理。