[發明專利]一種水利工程閘門高精度安裝檢測的數字近景工業攝影測量方法

有效

• 申請號: 201410311038.0
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104061859A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 馬開鋒;黃桂平;胡青峰;孟俊貞;李明慈;王偉峰;軒亞兵
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

1.一種水利工程閘門高精度安裝檢測的數字近景工業攝影測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）規劃布局、粘貼標志：在水利工程閘門的門葉、底檻下游邊緣、側止水板邊緣與面以及支鉸軸端面及其圓周的特征部位上設置特征點，在特征點上布設定向反光標志，作為測量點，并統一編號，以形成閘門安裝檢測的指導點；

2）布設長度基準：在閘門所在測區范圍內上、中、下、左、右位置布設有標稱長度的若干根基準尺，以提供長度基準；

3）拍攝像片：用工業像機在不同位置交向對閘門已布設標志的特征部位進行拍攝，以獲取閘門特征部位和基準尺在內的不同角度的具有一定重疊的數張影像；

4）影像數據處理：用數字攝影測量軟件對所獲取的影像進行測量處理，經過像點識別、影像匹配、平差計算的數據處理，得到閘門安裝檢測指導點的三維坐標；

5）結果分析、指導安裝檢測：對閘門的測量數據結果進行初步的幾何分析和形狀誤差檢測，包括點、線、面之間的距離，線面、線線之間的角度以及各種幾何平行、垂直關系的計算，利用閘門測量數據擬合生成標準形狀，并對直線、平面、圓的形狀誤差進行檢測；經坐標轉換等處理后，與理論設計參數進行比較分析，然后根據水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規范所規定的工作閘門檢測的指標，來指導現場安裝檢測。

2.根據權利要求1所述的水利工程閘門高精度安裝檢測的數字近景工業攝影測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、規劃布局、粘貼標志：在閘門的支臂（6）上的支鉸（1）、底檻（2）、側止水板（3）、門葉（5）的表面上均勻粘貼交叉分布的圓形定向反光標志與點狀編碼標志（7），作為測量點，并要求在連接或拐角處適當增加公共用的定向反光標志與點狀編碼標志的個數，并以定向反光標志或點狀編碼標志的中心作為閘門安裝檢測的指導點，并布設具有標稱長度的4—8根碳纖維基準尺（4），作為長度基準；

2）、拍攝像片：選用INCA3型工業像機進行攝影，首先對工業像機進行參數設置并對照被測物進行像機測光，然后在閘門前方的上、中、下、左、右位置處對整個閘門及附件進行交向攝影，攝影距離為3～5m，影像間的重疊度要求為相鄰部分至少3個編碼公共點以及80%以上重疊，每張影像至少要看到12個定向反光標志與點狀編碼標志（7），為用于自檢校要求每拍攝4～6張影像要旋轉像機90°再拍攝一次，拍攝時使交會角為60°～120°，如此以得到高質量的影像；

3）、影像數據處理：采用V-STARS數字攝影測量系統，進行數據采集和影像數據處理；

4）、用V-STARS數字攝影測量系統的V-STARS的數據處理軟件對所攝影像進行數據處理，經過運行軟件Project→AutoMeasure處理后，得到Bundle平差結果；

5）、增加基準尺（4）的信息，直接選取導入已知的基準尺信息或手動輸入其標定長度；

6）、點擊軟件Project→Bundle→Run，重新進行平差計算；

7）、對處理后的影像數據結果進行統一有規則的命名，然后再Bundle平差一次，作為最終平差結果，以便于閘門的安裝指導和檢測；

8）、將攝影數據處理的結果進行初步的幾何分析和形狀誤差檢測，并與原有設計參數數據進行比較分析，根據規范中閘門安裝檢測的各項指標進行閘門最終的安裝指導調整，以期達到評估各個檢測項目是否合格以及如何指導安裝調整。

3.根據權利要求1或2所述的水利工程閘門高精度安裝檢測的數字近景工業攝影測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）首先選取在閘門、支鉸（1）、底檻（2）、側止水板（3）表面上均勻粘貼交叉分布的直徑為9mm的圓形定向反光標志與點狀編碼標志（7），其中，在閘門支臂（6）上的支鉸軸端面（8）的周圍上布設8個、圓心上布設1個、底檻（2）表面上及下游邊緣（12）處共布設15個，閘門每側的側止水板（3）表面及下游邊緣（10）左右兩側處分別布設23個，左右兩側共46個，門葉（5）的表面上布設80個，總共粘貼定向反光標志150個，布設密度遠大于全站儀的標志點布設密度，以更好的對閘門各細部位置進行更為詳細的檢測；

2）布設基準尺：在測量范圍內的門葉表面中上、中下或中間位置處，布設已標定4個長度基準的1根碳纖維基準尺（4）；

3）用INCA3像機進行攝影，首先對工業像機進行參數設置并對照被測物進行像機測光，在閘門前方上、中、下、左、右位置處共拍攝40張影像，拍攝時：攝影距離為3～5m，影像間的重疊度要求相鄰部分至少3個編碼公共點以及80%以上重疊，每張影像至少要看到12個定向反光標志與點狀編碼標志（7），為用于自檢校要求每拍攝4～6張影像旋轉像機90°再拍攝一次，拍攝時使交會角為60°～120°，以得到高質量的影像；

4）采用V-STARS系統數據處理軟件對所攝影像數據進行處理：經過軟件Project→AutoMeasure，得到Bundle平差結果；增加基準尺的4個基準長度的信息；然后軟件Project→Bundle→Run，重新進行平差計算；對處理后的影像數據結果進行統一有規則的命名，最后再Bundle平差一次作為最終平差結果，用于水利工程閘門的安裝檢測。