[實(shí)用新型]一種自動化攝影系統(tǒng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621009896.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN206147763U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓加丁;蔣才洋;文豪軍;譚天元;葉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T5/00;G06T19/00;G01V8/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 李余江,劉楠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型專利屬于工程物探勘察、檢測領(lǐng)域，實(shí)用新型的技術(shù)涉及到工程物探勘察、檢測領(lǐng)域的一種自動化攝影系統(tǒng)裝置。

背景技術(shù)

在工程地質(zhì)勘察或檢測工作中，為查明工程區(qū)的地質(zhì)情況，一般通過地表地質(zhì)調(diào)查、鉆孔及勘探平洞來了解不同工程部位的地質(zhì)情況。在勘探平洞內(nèi)開展地質(zhì)勘察工作是通過地質(zhì)編錄、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、巖石化學(xué)實(shí)驗(yàn)和地球物理勘察的手段來綜合評價洞室周邊巖體質(zhì)量。平洞地質(zhì)編錄是記錄平洞洞壁所揭露的地質(zhì)信息，包括地層巖性、巖層產(chǎn)狀、裂隙、斷層及構(gòu)造破碎帶、巖體的完整性、卸荷、蝕變、風(fēng)化程度等，利用編錄結(jié)果可進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析巖體力學(xué)性質(zhì)，并推測洞室周邊巖石及巖體地質(zhì)情況。

常規(guī)的平洞編錄方法是由地質(zhì)人員到工地現(xiàn)場的平洞內(nèi)進(jìn)行的，整個編錄過程中存在以下問題：一是勞動強(qiáng)度大、工作效率低；二是編錄質(zhì)量受控于工作人員技術(shù)水平、詳細(xì)程度等；三是編錄成果非專業(yè)人員看起來不夠直觀；四是針對不同層次的科研和生產(chǎn)要求，若發(fā)現(xiàn)編錄成果達(dá)不到某種要求時，只能再次到平洞內(nèi)進(jìn)行編錄，可能出現(xiàn)重復(fù)性工作的情況；五是后續(xù)成果應(yīng)用價值受限。同時在重大工程地質(zhì)問題技術(shù)討論和專家咨詢會議時，常需展示平洞地質(zhì)編錄成果圖，人工編錄沒法完全還原實(shí)際平洞地質(zhì)信息，專家及相關(guān)審查人員不可能到現(xiàn)場進(jìn)行考察和驗(yàn)證，可能會遺漏某些地質(zhì)信息，一但由于編錄質(zhì)量出現(xiàn)問題，由于特殊地質(zhì)條件造成洞室不穩(wěn)定，平洞容易出現(xiàn)坍塌等情況，給復(fù)核工作帶來系列問題。

隨著三維數(shù)字圖像及實(shí)景建模技術(shù)的發(fā)展，近幾年，發(fā)展了一種照片拼圖的方法來進(jìn)行地質(zhì)編錄，此類方法比傳統(tǒng)的編錄方式雖減少了勞動強(qiáng)度，但編錄的成果質(zhì)量不佳，與實(shí)際情況有較大的誤差。特別是針對勘探平洞表面凹凸不平、洞形變化復(fù)雜，造成的誤差更大。無法真實(shí)還原平洞內(nèi)原貌主要有二方面原因：一是拼圖方法自身的缺點(diǎn)造成的；二是模型構(gòu)建問題，真實(shí)的平洞與假設(shè)洞型本身就存在較大差異，在攝影、測量和計(jì)算技術(shù)得不到保證的前提下，在二維轉(zhuǎn)為三維過程中，自然會出現(xiàn)較大的誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動化攝影系統(tǒng)裝置，以解決平洞編錄野外工作勞動強(qiáng)度大、工作效率低以及因地質(zhì)人員技術(shù)水平差異造成的成果質(zhì)量問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

該實(shí)用新型技術(shù)采用一種勘探平洞自動化實(shí)景攝影裝置和高清三維實(shí)景圖像重建方法，該技術(shù)包括如下步驟：

步驟1：在平洞內(nèi)以一定間距打好標(biāo)記，利用全站儀在平洞內(nèi)不同位置上均勻的布置控制點(diǎn)，并量測控制點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟2：在平洞中軸線上鋪設(shè)軌道，在軌道上安裝自動化攝影裝置系統(tǒng)；

步驟3：打開自動化攝影裝置上電源，設(shè)置好工作參數(shù)后，自動化攝影裝置系統(tǒng)就能按設(shè)定模式完成整個平洞的拍攝工作；

步驟4：利用三維實(shí)景建模軟件對拍攝的照片進(jìn)行處理，最后導(dǎo)出平洞的高清三維實(shí)景重建成果圖；

步驟5：對重建的高清三維實(shí)景成果圖可進(jìn)行后續(xù)系列處理工作(包括瀏覽、量測、編錄、統(tǒng)計(jì)或漫游等)。

上述的自動化攝影裝置系統(tǒng)，包括設(shè)置在平洞中軸線上的軌道，在軌道上設(shè)有車體，車體頂部設(shè)有兩個旋轉(zhuǎn)電機(jī)(旋轉(zhuǎn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī))及控制整個車體自動完成系列操作控制面板。車體通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動車輪沿軌道行走；旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過滑環(huán)結(jié)構(gòu)連接一根傳動軸，傳動軸向車體前方伸出，在傳動軸上設(shè)有一個相機(jī)轉(zhuǎn)盤，相機(jī)轉(zhuǎn)盤前后各設(shè)有一個光源，相機(jī)轉(zhuǎn)盤上設(shè)有照相機(jī)，相機(jī)轉(zhuǎn)盤橫截面形狀為正六邊形。

按照上述裝置及平洞高清三維實(shí)景圖像重建方法，可以實(shí)現(xiàn)勘探平洞的高清三維實(shí)景建模具體工作。一是通過遙控自動攝影系統(tǒng)技術(shù)；二是采用軌道空間定位裝置；三是圖像自動拍攝技術(shù)；四是采用無影光源系統(tǒng)；五是對圖像進(jìn)行校正、點(diǎn)云計(jì)算、圖像拼接方式等，最后由計(jì)算機(jī)生成高清三維實(shí)景模型，可恢復(fù)平洞內(nèi)巖石的真實(shí)顏色和地質(zhì)特征等平洞紋理信息，實(shí)現(xiàn)平洞三維實(shí)景圖像的重建。此方法解決了平洞編錄野外工作勞動強(qiáng)度大、工作效率低、真實(shí)還原平洞地質(zhì)信息，克服了因地質(zhì)人員技術(shù)水平差異造成的成果質(zhì)量問題，可隨時調(diào)用、快速驗(yàn)證地質(zhì)成果，后續(xù)成果的利用價值高。同時，高清三維實(shí)景模型中可建立真實(shí)三維坐標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)三維量測、異常定位和編錄。再者，重建的平洞三維實(shí)景圖像可進(jìn)行三維地質(zhì)建模。

因此，本實(shí)用新型技術(shù)可達(dá)到以下效果：