Исследование точности прототипа малобюджетного цифрового датчика слежения за вертикальными смещениями на основе алгоритмов компьютерного зрения

В статье представлено исследование разрабатываемого в лаборатории автоматического геодезического мониторинга СГУГиТ прототипа малобюджетного высокоточного цифрового датчика вертикальных перемещений. Датчик представляет собой колокацию полупроводникового лазера и видеоинклинометра, размещаемых на опорной точке, а также экрана с цифровой видеокамерой, фиксируемого на контролируемой точке. Датчик может использоваться в составе систем геодезического мониторинга для раннего предупреждения техногенных аварий. В результате исследования установлено, что цифровой датчик способен измерять вертикальные перемещения с ошибкой 3 мм на расстоянии до 50 м. Разрабатываемый прототип датчика вертикальных перемещений характеризуется низкой стоимостью и, в перспективе, позволит удешевить системы наблюдений геодезического мониторинга. В статье приведены ссылки на открытое программное обеспечение для организации системы наблюдений с помощью проектируемого датчика и исходные данные эксперимента.

Детальная_Инф: Да

Автор1: А. В. Мареев

Афиилиация1: Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация

Автор2: М. А. Попков

Афиилиация2: Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация

Автор3: В. Р. Янгалышев

Афиилиация3: Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация

Автор4: Д. С. Мамаев

Афиилиация4: Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация

Название статьи: Исследование точности прототипа малобюджетного цифрового датчика слежения за вертикальными смещениями на основе алгоритмов компьютерного зрения

Рубрика: Геодезия и маркшейдерия

Начало_Страница: 33

Конец_Страница: 42

УДК: 528.482: [69:004]

DOI: 10.33764/2411-1759-2026-31-2-33-42

Год: 2026

Номер: 2

Том: 31

Ключевые слова_RU: геодезический мониторинг, геотехнический мониторинг, цифровой инклинометр, компьютерное зрение, открытое программное обеспечение

Ключевые слова_EN: geodetic monitoring, geotechnical monitoring, digital inclinometer, computer vision, open source software

Библиографический список: 1. Чувилова И. В., Кравченко В. В. Комплексные методы реконструкции и модернизации массовой жилой застройки. Academia. Архитектура и строительство. 2011. № 3. С. 94–100.
2. Melnikov V. P., Osipov V. I., Brouchkov A. V., Falaleeva A. A., Badina S. V., et al. Climate warming and permafrost thaw in the Russian Arctic: potential economic impacts on public infrastructure by 2050. Natural Hazards. 2022. Vol. 112. No. 1. P. 231–251. DOI: 10.1007/s11069-021-05179-6.
3. Хиллер Б., Ямбаев Х. К. Разработка и натурные испытания автоматизированной системы деформационного мониторинга. Вестник СГУГиТ. 2016. № 1(33). С. 48-61. EDN WDHJQH.
4. Сальников В. Г., Скрипников В. А., Скрипникова М. А., Хлебникова Т. А. Применение современных автоматизированных геодезических приборов для мониторинга гидротехнических сооружений ГЭС. Вестник СГУГиТ. 2018. Т. 23, № 3. С. 108–124. EDN YAATIT.
5. Косарев Н. С. О необходимости создания отечественного программного обеспечения для автоматизированного геодезического мониторинга. Вестник СГУГиТ. 2025. Т. 30, № 3. С. 5–14. DOI 10.33764/2411-1759-2025-30-3-5-14. EDN DXVPUI.
6. Zhuang Y., Chen W., Jin T., Chen B., Zhang H., Zhang W. A review of computer vision-based structural deformation monitoring in field environments. Sensors. 2022. Vol. 22. No. 10. Art. no. 3789. DOI: 10.3390/s22103789.
7. Ferraris C., Amprimo G., Pettiti G. Computer Vision and Image Processing in Structural Health Monitoring: Overview of Recent Applications. Signals. 2023. Vol. 4. No. 3. P. 539–574. DOI: 10.3390/signals4030029.
8. Stepanov V. A., Moos E. N., Shadrin M. V., Savin M. V., Umnyashkin V. N., Umnyashkin A. V., Triangulation Sensor for Measuring Displacements and High-PRECISION Monitoring of Production Performance. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 2020. Vol. 13. No. 1. P. 54–65. DOI: 10.18721/JPM.13105.
9. Рябов Г. Г., Ушакевич А. Н. Автоматизация мониторинга деформаций гидротехнических сооружений водного транспорта. Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. 2013. № 2 (21). С. 95–102.
10. Artese G., Perrelli M., Artese S., Meduri S., Brogno N. POIS, a Low Cost Tilt and Position Sensor: Design and First Tests. Sensors. 2015. Vol. 15. No. 5. P. 10806–10824. DOI: 10.3390/s150510806.
11. Vicente M. A., Gonzalez D. C., Minguez J., Schumacher T. A Novel Laser and Video-Based Displacement Transducer to Monitor Bridge Deflections. Sensors. 2018. Vol. 18. No. 4. Art. no. 970. DOI: 10.3390/s18040970.
12. Cao J., Chen Y., Yu D., Xu Z., Hu X., Liang Y., Pan S., Wu D. Real-time laser spot detection and tracking system based on parallel multi-target detection and determination algorithm. Review of Scientific Instruments. 2023. Vol. 94. DOI: 10.1063/5.0157141.
13. Brown N., Schumacher T., Vicente M. A. Evaluation of a novel video- and laser-based displacement sensor prototype for civil infrastructure applications. Journal of Civil Structural Health Monitoring. 2021. Vol. 11. No. 2. Pp. 265–281. DOI: 10.1007/s13349-020-00450-z.
14. Авхадеев В. Г., Можаров Г. А., Савостин П. И., Чугреев И. Г., Скрыпицина Т. Н., Золо-тов А. А. Лазерная измерительная сканирующая система для определения критических деформаций линейных объектов. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2019. Т. 63. № 6. С. 636–644. DOI: 10.30533/0536-101X-2019-63-6-636-644.
15. Янгалышев В. Р., Попков М. А., Наумов В. Ю. Программа для калибровки малобюджетных высокоточных цифровых видеоинклинометров. Тюменский индустриальный университет. – Тюмень, 2024. С. 182–186.
16. Vertical movement sensor on CV. Онлайн-ресурс. URL: https://osf.io/na4fw.
17. Датчик вертикальных перемещений оценка точности. Онлайн-документ. URL: https://gist.github.com/ArtemMareev/c8fdf105235b5717c4ff45c90c0f1d57.

Образец цитирования: Мареев А. В., Попков М. А., Янгалышев В. Р., Мамаев Д. С. Исследование точности прототипа малобюджетного цифрового датчика слежения за вертикальными смещениями на основе алгоритмов компьютерного зрения. Вестник СГУГиТ. 2026. Т. 31, № 2. С. 33–42. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2026-31-2-33-42

Ссылка: /upload/vestnik/sborniki/2026/31_2/33-42.pdf