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龙图腾网获悉商洛市公路局申请的专利基于无人机倾斜摄影的公路路基三维形变监测系统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：CN121033774B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24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：202511578388.8，技术领域涉及：G06V20/52；该发明授权基于无人机倾斜摄影的公路路基三维形变监测系统是由索书武;沈继勇;王鹏;任亚龙;邢龙涛;阮家旭;李功伟设计研发完成，并于2025-10-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于无人机倾斜摄影的公路路基三维形变监测系统在说明书摘要公布了：本发明涉及公路工程安全监测技术领域，特别是涉及基于无人机倾斜摄影的公路路基三维形变监测系统，包括：无人机倾斜摄影模块采用五镜头同步拍摄策略，实现路基全方位覆盖；三维点云生成引擎通过特征提取、配准和三角化策略生成高精度三维点云模型；形变场分析平台基于微分几何理论，将路基表面建模为参数化黎曼流形，通过多尺度曲率流分析捕捉形变动态特征，利用形变奇异点的拓扑演化特征识别潜在风险；风险评估器基于奇异点密度、变化率和拓扑稳定性评估风险等级并生成预警信息，本发明实现了对路基形变的毫米级精确监测，能够捕捉从微裂缝到大范围沉降的各类形变模式，提前30‑45天预警潜在滑坡风险，显著降低虚警率。

本发明授权基于无人机倾斜摄影的公路路基三维形变监测系统在权利要求书中公布了：1.基于无人机倾斜摄影的公路路基三维形变监测系统,包括: 无人机倾斜摄影模块,用于采集公路路基的多角度影像数据并传输至三维点云生成引擎; 三维点云生成引擎,与所述无人机倾斜摄影模块通信连接,用于接收所述多角度影像数据并生成时间序列上的三维点云数据; 形变场分析平台,与所述三维点云生成引擎通信连接,用于接收所述时间序列上的三维点云数据并基于微分几何理论进行形变分析,所述形变场分析平台包括: 流形建模单元,用于将所述三维点云数据转换为参数化黎曼流形模型,所述参数化黎曼流形模型通过非均匀有理B样条NURBS曲面进行参数化表示,其中参数化映射过程表示为,其中为参数曲面,表示三维空间中的点坐标,是关于参数和的函数;为参数域坐标,定义在二维参数空间中;为有理基函数,用于控制曲面形状;为控制点,是三维空间中的点坐标;和分别为方向和方向的控制点数量; 曲率分析单元,用于计算所述参数化黎曼流形模型上的多尺度曲率特征,所述曲率分析单元计算高斯曲率和平均曲率,其计算公式为,,其中和分别表示第一基本形式和第二基本形式的矩阵,和分别表示矩阵的行列式,表示矩阵的迹,分别是第一基本形式和第二基本形式的系数;所述曲率分析单元通过不同尺度的高斯核对曲率函数进行卷积,生成多个尺度层次的曲率表示,所述多尺度分解的公式为,其中表示尺度为的高斯曲率和平均曲率,和表示原始高斯曲率和平均曲率函数,表示标准差为的二维高斯核,表示二维卷积运算,所述标准差序列设置为,分别对应小尺度、中尺度和大尺度的形变特征; 拓扑特征单元,用于识别所述参数化黎曼流形模型上的形变奇异点及其拓扑特征,所述拓扑特征单元基于曲率梯度场和进行奇异点检测,检测条件为,其中和分别表示高斯曲率和平均曲率的梯度向量,表示奇异点的参数坐标,表示向量的模长,和分别是高斯曲率和平均曲率梯度的阈值,or表示逻辑或运算;所述拓扑特征单元将奇异点分类为椭圆型、双曲型、抛物型或退化型,分类判断基于主曲率和的符号以及相对大小,其中椭圆型奇异点满足且,双曲型奇异点满足,抛物型奇异点满足且或,退化型奇异点满足;所述拓扑特征单元在连续时间帧之间匹配和追踪相同奇异点,记录奇异点的生命周期,并基于奇异点轨迹和交互事件构建形变拓扑演化图谱; 风险评估器,与所述形变场分析平台通信连接,用于根据所述形变奇异点及其拓扑特征的时间演化规律预测路基滑坡风险并生成分级预警信息,所述风险评估器综合考虑奇异点密度、变化率和拓扑稳定性评估风险等级,所述风险等级分为低风险、中风险、高风险和极高风险,其中低风险对应奇异点密度小于0.05个平方米且拓扑结构稳定,中风险对应奇异点密度在0.05-0.1个平方米且拓扑结构缓变,高风险对应奇异点密度在0.1-0.2个平方米且出现新型奇异点,极高风险对应奇异点密度大于0.2个平方米且拓扑结构快速变化； 所述流形建模单元包括: 点云预处理子单元,用于对所述三维点云数据进行降噪、配准和网格剖分; 参数化映射子单元,用于建立三维点云与参数域之间的映射关系,生成参数化曲面; 度量张量计算子单元,用于计算参数化曲面上的度量张量,刻画流形的内蕴几何特性; 流形优化子单元,用于对参数化映射进行优化,减少扭曲,提高参数化质量； 所述拓扑特征单元包括: 奇异点检测子单元,用于基于曲率和曲率梯度特征定位参数化黎曼流形模型上的奇异点; 奇异点分类子单元,用于将所述奇异点分类为椭圆型、双曲型、抛物型或退化型; 奇异点追踪子单元,用于在连续时间帧之间匹配和追踪相同奇异点,记录奇异点的生命周期; 拓扑演化图谱构建子单元,用于基于奇异点轨迹和交互事件,构建形变拓扑演化图谱。

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