[發(fā)明專利]一種相似材料沉降監(jiān)測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310321138.7
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103411583A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 鄒友峰;李天子;劉保金;王東飛;郭文兵;張文平;陳俊杰;李華棟;柴華彬
• 申請（專利權）人: 山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司;河南理工大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于測繪設備領域，具體而言涉及一種相似材料沉降監(jiān)測方法。

背景技術

沉降監(jiān)測是測繪科技工作者長期以來探索的重要內(nèi)容，由于變形體發(fā)生變化的機理復雜多樣，雖然科學技術的發(fā)展日新月異，但仍然無法深入變形體內(nèi)部進行精確的變形監(jiān)測。為進一步研究變形體的變形機理，采用在實驗室做形似模擬材料試驗的方法，可方便的監(jiān)測變形體內(nèi)部變形規(guī)律。在相似材料模型實驗位移測定的傳統(tǒng)方法中，經(jīng)緯儀或全站儀測量法以及透鏡放大測量法等外業(yè)工作量大，測量精度較低；精密水準儀與百分表等只能測定模型的下沉值，專用攝影設備測量方法作業(yè)過程復雜，不便于推廣應用；三維激光掃描新技術雖已廣泛應用于三維實體量測中，但其坐標測定精度僅為±(1～2)mm，難以滿足模型實驗要求。

隨著計算機技術和攝影測量技術的快速發(fā)展，攝影測量已從解析發(fā)展到數(shù)字化階段，并且以其速度快、周期短、效率高、精度好、現(xiàn)勢性強、自動化程度高、使用方便等優(yōu)點，在高精度三維測量以及變形監(jiān)測等領域得到了廣泛應用。近年來最新的數(shù)字攝影測量技術通過一定的技術設計，既能滿足平面精度要求，又可以在高程上達到變形觀測的特殊要求。而且采用非量測相機除了擁有量測相機的瞬間獲取被測物體大量信息、非接觸性量測手段、不傷及測量目標、不干擾被測物自然狀態(tài)、可在惡劣條件下作業(yè)等優(yōu)點外，還擁有體積小、重量輕、價格低廉、應用靈活方便、聚焦范圍廣、可以隨意定向等自身特點。

隨著計算機和CCD技術的發(fā)展，較大面陣高分辨率的數(shù)碼相機已成為獲取攝影測量數(shù)據(jù)的重要設備。由于普通數(shù)碼相機的非量測性及鏡頭存在的光學畸變性，在應用于數(shù)字攝影測量時必須進行畸變監(jiān)測并對像點坐標進行畸變改正。在數(shù)碼相機畸變監(jiān)測過程中，畸變改正的精度主要取決于數(shù)字影像控制點的定位精度。當控制點影像定位精度達到亞像素級時，可使畸變差糾正后的像平面坐標精度達到0.15像素左右。因此，數(shù)碼影像的殘余畸變差與數(shù)碼相機陣列數(shù)(即分辨率)及攝影比例尺呈反比。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種成本低，設備簡單，誤差低的相似材料沉降監(jiān)測設備。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術方案。

本發(fā)明一方面涉及一種相似材料沉降監(jiān)測方法，其特征在于采用的檢測設備包括至少四部分：照相機或攝相機、中間帶有至少一個圓孔的紙，以及帶有針和圓帽的圖釘，所述圓孔周圍對稱的設置圓形的點，圓點可自動讀取，全自動完成數(shù)據(jù)處理，極大的提高了工作效率；圓孔的直徑大于相似材料的預期沉降值，紙固定在支架上，圖釘?shù)膱A帽顏色與相似材料的顏色具有反差，紙上圓點的顏色與紙的顏色具有反差，所述的照相機或攝相機的鏡頭對準圓孔；所述的支架可以進行上下左右調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，所述設備還包括進行圖像處理和計算的計算機。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，其特征在于所述的紙為淺色或白色相紙，所述的紙上的點為黑色圓點。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，所述的圖釘圓帽為紅色。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，所述的圖釘圓帽上設有標記點。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，所述的監(jiān)測設備上圓孔的直徑為相似材料預期沉降值的兩倍。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，所述的設備還包括與照相機或攝相機相連的電腦，所述的電腦中安裝有數(shù)據(jù)處理軟件，該軟件通過自動顏色識別，自動讀取黑色圓點以及圖釘圓帽的圓心坐標，以黑色圓點的圓心坐標作為參考，自動計算圖釘圓帽圓心坐標的位移以得到相似材料的沉降值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結構示意圖：1擋板、2相紙、3孔、4圖釘、5黑色圓點

圖2為圖1的部分放大圖。

具體實施方式

在相紙中間挖出一個空心圓孔，圓孔的直徑以相似材料預期沉積的2倍為宜，在圓孔的四周對稱的標記上大小一致的黑色圓點，規(guī)格為2mm×2mm，控制格網(wǎng)尺寸為60，80，100mm(如圖1所示)。將相紙固定到鋁制材料橫梁上，橫梁則固定在模型兩側擋板上，固定控制格網(wǎng)時，使圓孔的上部靠近測點標志，以保證測點有足夠的下沉空間。測點標志為一小紅點。在圓形孔的中間安置圖釘，從相紙的圓孔處垂直插入相似材料表面，帽頂面露出材料表面，與固定在梁上的控制格網(wǎng)紙?zhí)幵谕黄矫鎯?nèi)，根據(jù)監(jiān)測需要可在橫梁上均勻分布上述多張相紙。采用佳能數(shù)碼相機(型號Canon?EOS450D、傳感器尺寸22.2×14.8mm、有效像素數(shù)1220萬、最高分辨率4272×2848)拍攝，拍攝距離一般在200～500mm，鏡頭對準圖釘，保證相紙布滿整個影像。