随着环境的恶化,各地区频繁发生泥石流,导致公路铁路等交通设施严重瘫痪,致使人员大量伤亡,给社会带来重大的损失。为了减少人员伤亡和财产损失,政府部门在大部分地区修筑拦沙坝。当拦沙坝过坝宣泄时,溢流泥流体产生的动力压力明显加大,且泥流体下泄时形体的横向宽度、下泄中与下游的入射角度和形体面积等特征均影响坝体结构、制约泥流体冲击特性和拦沙坝下游沟床掏刷。由于泥流体下泄时环境因素不可控,人为实时测量受到阻碍,因此如何运用便捷化的仪器设备和处理技术对特殊环境中的泥流体下泄特征检测,成为一种迫切需要解决的难题和趋势。本系统针对室内模型,利用土石混合物质模拟过坝泥流体下泄,通过使用图像处理的方法,设计一种便捷化的检测设备,对其进行特征区域提取和特征值检测。为实现本检测系统,主要对特征提取和检测算法、系统设计方案、系统软硬件和应用程序进行研究,具体内容如下:第一、分析室内模型的实际环境情况,提出高效准确适用于特征检测的处理流程(如槽体部分的去除、图像预处理、特征区域的上下边沿获取、边缘区域去除和小区域面积去除等算法),对流程中所使用的算法进行分析和验证,从而完成过坝泥流体下泄特征区域提取、特征区域横向宽度和入射角度等特征检测;第二、分析系统的总体结构和功能需求,根据体系结构及实际需求对系统硬件(如处理器、CMOS相机、触摸屏、DC-DC直流转换器模块、存储模块、通信模块和电平匹配模块等)和系统软件选配,从而完成对基于ARM的过坝泥流体下泄特征检测系统的总体设计;第三、在设计的系统硬件上实现嵌入式软件平台。主要包括建立系统开发需要的嵌入式交叉编译环境,分析u-boot的启动原理及运行过程与移植,论述嵌入式Linux的源代码结构和原理,研究如何在ARM硬件平台上进行嵌入式Linux内核的编译与移植,对文件系统的制作和挂载方式进行详细的研究,并对嵌入式系统下的OpenCV进行介绍和详细的源代码编译研究,最后生成嵌入式系统下的图像依赖库,通过程序移植进行验证;第四、利用Qt的GUI编程,实现过坝泥流体下泄特征检测系统的应用程序。首先对Qt的编程技术中信号和槽机制进行研究,然后分析系统的需求,对嵌入式系统应用界面进行了设计和布局,实现程序能够完成多个界面切换和相机参数的测量、校正和显示,对获取的过坝泥流体下泄图像进行特征区域提取和特征值的测量、显示和数据保存传输等功能,并对过坝泥流体下泄过程进行视频采集、预览和截取。通过系统设计,减少了人为的重复操作,能够在短时间内储存更多的过坝泥流体下泄特征值数据。为后期研究泥石流坝后冲刷坑的发展形态、拦沙坝坝基的设计和坝后防护工程的选用做理论支撑,其意义重大。