[發明專利]大斷面地下硐室地質勘探數字圖像采集和處理方法

有效

• 申請號: 200910272503.3
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101701816A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 李會中;曹先玉;薛果夫;鄭廣科;劉聰元;潘玉珍;黃孝泉;王團樂;向家菠;何鐵漢;段建肖;郝文忠;羅玉華;翁金望;毛煒
• 申請（專利權）人: 長江三峽勘測研究院有限公司(武漢)
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G03B15/02;G01C11/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明涉及一種用于大斷面地下硐室進行地質勘探數字圖像采集和處理方法，屬于地質 勘探技術領域。

背景技術

在地下硐室的建造施工過程中需要對其地質構造和特性進行勘探編錄。大斷面地下硐室 空間大，光線暗。依靠傳統的人工編錄，很難全面記錄其真實情況。利用數碼攝影技術可以 很好地彌補這一不足，但是實施起來存在諸多難度。主要表現在以下方面：1、空間大，硐型 復雜。一般大型地下硐室硐徑超過5米，加之光線昏暗，人站在下面很難拍到頂部。就算可 以拍到，由于照片大小、拍攝角度等因素，很難實現硐壁圖像的拼接。如硐室斷面類型有圓 形、方形、城門洞形等不同類型，還有一些硐段不易到達，拍攝相當困難。2、控制難。人工 拍攝很難實現等距離、等角度的拍攝，易造成圖像失真，致使拼接困難。也無法精確控制圖 片之間重迭，過量重迭會增加拍攝量，沒有重迭就會形成盲區。3、照明難。傳統拍攝采用碘 鎢燈照明，由于碘鎢燈照明距離有限，遠距離拍攝難以形成均勻照明。4、拼接難。大型地下 硐室長達數百米甚至數十公里，照片數量巨大。此外由于照明不均勻、鏡頭畸變，以及圖片 數量巨大等問題，都使拼接非常困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種大斷面地下硐室 地質勘探數字圖像采集和處理方法，它拍攝簡便，定位準確，圖像質量好，編錄處理的效率 高。

本發明為解決上述問題所采用的技術方案為：

配置移動攝影車，移動攝影車上設置有垂直升降支架，垂直升降支架上端安設軸向旋轉 架，軸向旋轉架上安設數碼攝影設備并配置照明燈具，數碼攝影設備的鏡頭軸線與軸向旋轉 平臺的旋轉軸線相垂直，數碼攝影設備與計算機相聯；

設定硐室拍攝的縱向移動步長，按縱向移動步長將硐室分段，將各分段的硐壁劃分成若 干矩形拍攝投影幅面；

移動調整移動攝影車，通過調整數碼攝影設備的拍攝高度和角度，使得數碼攝影設備的 鏡頭中心位于每個矩形拍攝投影幅面的中心，且鏡頭軸線與矩形拍攝投影幅面相垂直；

按步長和幅面對硐室進行分段分幅按序拍攝，左右各個分幅和前后各個分段所采集的圖 像相互銜接，移動攝影車按步長不斷前移，直至拍攝完畢；

將采集的數字圖像輸入計算機，通過計算機圖像處理軟件對采集的硐室圖像進行校正和 拼接。

按上述方案，所述的硐室橫向截面為圓形時，數碼攝影設備的鏡頭位于硐室橫向截面的 中心，且鏡頭軸線與硐室的橫向截面半徑相一致，每拍攝一個幅面數碼攝像設備繞硐室縱向 軸線旋轉一個固定的角度，每個幅面的拍攝距離相同，幅面大小相同。

按上述方案，所述的硐壁為圓弧面時，數碼攝影設備的鏡頭位于該圓弧面的圓心，且鏡 頭軸線與圓弧曲率半徑相一致，每拍攝一個幅面，數碼攝影設備繞硐室縱向軸線旋轉一個固 定的角度，每個幅面的拍攝距離相同，幅面大小相同。

按上述方案，所述的硐壁為平面時，對于垂直(側面)硐壁劃分幾個高度進行拍攝，對 于水平面(頂面和底面)劃分幾個橫向間距進行拍攝，每個幅面的拍攝距離相同，幅面大小 相同。

按上述方案，所述的縱向移動步長為1～3米。

按上述方案，拍攝硐室橫向截面為圓形或圓弧形硐壁時，每拍攝一個幅面數碼攝影設備 繞硐室縱向軸線旋轉固定的角度為20～25°。

按上述方案，所述的移動攝影車為四輪鋼架車，四輪鋼架車底盤的中軸線上安裝有一個 計數的輪轂，輪轂上安裝有距離傳感器，四輪鋼架車上設置有垂直升降支架，垂直升降支架 由兩根可伸縮的垂直桿和一根與垂直桿垂直的橫桿組成，垂直升降支架上端安設軸向旋轉架， 軸向旋轉架由轉動架和驅動裝置構成，軸向旋轉架上安設數碼攝影設備并配置照明燈具。

按上述方案，所述的數碼攝影設備為數碼照相機。

本發明的有益效果在于：1、用移動攝影車定位數碼攝影設備，并調整其拍攝的方位和角 度，不僅定位準確，而且拍攝過程簡便；2、將硐室的硐壁按步長和幅面進行分段分幅按序拍 攝，每個幅面的拍攝距離相同，幅面大小相同，基本保證正射影拍攝，這樣采集的圖像質量 好，也便于采集后的圖像拼接和編錄；3、借助計算機的輔助，既能自動控制數碼攝影設備的 拍攝過程，同時通過圖像處理軟件進行自動的圖像拼接，有效提高了圖像拼接編錄的效率和 質量。

附圖說明