專利名稱：一種數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量?jī)x，尤其是一種適用于平面變形與平面位移自動(dòng)測(cè)量的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x最初是為了解決相似模擬實(shí)驗(yàn)中平面位移測(cè)量的問(wèn)題。相似模擬實(shí)驗(yàn)是以相似理論為基礎(chǔ)，利用事物或現(xiàn)象間存在的相似或類似特征來(lái)研究自然規(guī)律的一種方法。這種方法是20世紀(jì)30年代前蘇聯(lián)庫(kù)茲涅佐夫提出的，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展現(xiàn)已普遍應(yīng)用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域。在礦業(yè)工程領(lǐng)域相似模擬實(shí)驗(yàn)用以研究礦山壓力及巖層活動(dòng)規(guī)律，研究巖層支護(hù)技術(shù)與巖層控制方法等。在相似模擬實(shí)驗(yàn)中，位移和壓力是主要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。對(duì)于相似模擬實(shí)驗(yàn)中平面位移測(cè)量，主要方法有格柵法、接觸測(cè)量法、 數(shù)字近景攝影測(cè)量法等。格柵法是利用格柵量測(cè)變形量。這種方法直觀，在大變形測(cè)量中十分有效，但在小變形測(cè)量時(shí)無(wú)法達(dá)到足夠的精度。接觸測(cè)量法使用百分表、位移計(jì)等接觸式傳感器測(cè)量位移，這種方法簡(jiǎn)單易行，但傳感器或體積大或難以布置，測(cè)點(diǎn)有限，難以測(cè)得全平面位移場(chǎng)。數(shù)字近景攝影測(cè)量法使用相機(jī)等成像設(shè)備獲取測(cè)點(diǎn)的立體像對(duì)，通過(guò)光線交匯取得測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而比較兩次測(cè)量時(shí)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的變化，得到目標(biāo)物的實(shí)際物理信息，這種測(cè)量方法具有測(cè)點(diǎn)多、信息量大、對(duì)生產(chǎn)干擾小、非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有的數(shù)字近景攝影測(cè)量裝置用于相似模擬實(shí)驗(yàn)平面位移測(cè)量時(shí)，需要人工操作，存在人為因素影響，且數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理不同步，使得實(shí)時(shí)性差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理同步的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，包括放置在被測(cè)物體上的人工視覺(jué)標(biāo)志、間隔距離設(shè)在人工視覺(jué)標(biāo)志對(duì)面的可調(diào)節(jié)距離的移動(dòng)機(jī)架，移動(dòng)機(jī)架上設(shè)有多臺(tái)工業(yè)相機(jī)，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)間隔布置，分別經(jīng)調(diào)節(jié)架固定在移動(dòng)機(jī)架上，移動(dòng)機(jī)架的周圍至少設(shè)有三個(gè)形成均勻漫反射照明的柔光燈，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)的信號(hào)輸出線與控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)相連接。所述的移動(dòng)機(jī)架為一框形支架，框形支架的兩側(cè)板上設(shè)有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有可上下移動(dòng)的橫梁；所述的多臺(tái)工業(yè)相機(jī)為四臺(tái)；所述的人工視覺(jué)標(biāo)志與移動(dòng)機(jī)架的間隔距離為2 5m。有益效果利用視覺(jué)檢測(cè)的方式對(duì)平面圖像實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)標(biāo)志點(diǎn)的自動(dòng)跟蹤定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，克服了現(xiàn)有平面位移測(cè)量方法的不足，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能，特別是利用圖像拼接技術(shù)提高了測(cè)量精度與拓展了監(jiān)測(cè)視野。除用于相似模擬實(shí)驗(yàn)平面位移測(cè)量外，還可用于解決其他平面變形與平面位移自動(dòng)測(cè)量及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。大大提高了測(cè)量精度特別是關(guān)鍵區(qū)域的測(cè)量精度，減小了相機(jī)畸變的影響；實(shí)現(xiàn)了圖像采集與位移測(cè)量的同步性，特別適用于平面變形與平面位移自動(dòng)測(cè)量及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以快速大量的獲取平面變形及平面位移信息。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高、人工干預(yù)少、自動(dòng)化程度高，使用效果好，具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-工業(yè)相機(jī)，2-移動(dòng)機(jī)架，3-計(jì)算機(jī)，4-柔光燈，5-調(diào)節(jié)架。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述如圖1所示，本實(shí)用新型的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，主要由工業(yè)相機(jī)1、移動(dòng)機(jī)架2、計(jì)算機(jī)3、柔光燈4、調(diào)節(jié)架5和視覺(jué)標(biāo)志的標(biāo)識(shí)板構(gòu)成。根據(jù)測(cè)試要求放置在被測(cè)物體上人工視覺(jué)標(biāo)志，在間隔2 5m距離人工視覺(jué)標(biāo)志的對(duì)面設(shè)置可調(diào)節(jié)距離的移動(dòng)機(jī)架2，移動(dòng)機(jī)架2為一框形支架，框形支架的兩側(cè)板上設(shè)有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有可上下移動(dòng)的橫梁，橫梁為一根或兩，根據(jù)設(shè)置工業(yè)相機(jī)的數(shù)量選定，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)1設(shè)在移動(dòng)機(jī)架2的橫梁上，附圖中所示的工業(yè)相機(jī)1為四臺(tái)，上下左右間隔呈矩形布置，每臺(tái)工業(yè)相機(jī)1分別經(jīng)調(diào)節(jié)架5固定在移動(dòng)機(jī)架2上，通過(guò)調(diào)節(jié)架5可對(duì)工業(yè)相機(jī)1進(jìn)行水平校準(zhǔn)、垂直校準(zhǔn)、左右移動(dòng)或調(diào)節(jié)角度。移動(dòng)機(jī)架2的周圍至少設(shè)有用于光照補(bǔ)償?shù)娜齻€(gè)形成均勻漫反射照明的柔光燈4， 三個(gè)柔光燈4呈三角形分布，移動(dòng)機(jī)架2頂部中央一個(gè)，移動(dòng)機(jī)架2底部左右兩側(cè)各一處， 四臺(tái)工業(yè)相機(jī)1的信號(hào)輸出線與控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)3相連接。工作時(shí)，在工業(yè)相機(jī)1的鏡頭前方2 5m處設(shè)有放置在被測(cè)物體上人工視覺(jué)標(biāo)志，打開(kāi)柔光燈4補(bǔ)償光照度，調(diào)節(jié)移動(dòng)機(jī)架2的調(diào)節(jié)架5，確保工業(yè)相機(jī)1水平、工業(yè)相機(jī) 1主光軸垂直于被測(cè)物體相似模型架，通過(guò)調(diào)節(jié)架5與移動(dòng)機(jī)架2水平或垂直移動(dòng)相機(jī)，使被測(cè)物體模型上的圖像拼接點(diǎn)均納入四個(gè)工業(yè)相機(jī)的視場(chǎng)；通過(guò)工業(yè)相機(jī)標(biāo)定被測(cè)物體上人工視覺(jué)標(biāo)志上的測(cè)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)3給出指令，工業(yè)相機(jī)1將采集到的圖像傳至計(jì)算機(jī)3 ；通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像自動(dòng)拼接軟件將同一指令下的四個(gè)工業(yè)相機(jī)分別采集的圖像拼接成一幅全景圖像；自動(dòng)測(cè)量計(jì)算軟件識(shí)別跟蹤視覺(jué)標(biāo)志并計(jì)算各測(cè)點(diǎn)位移，獲取的拼接圖像，得到一組垂直位移曲線。
權(quán)利要求1.一種數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，其特征在于它包括放置在被測(cè)物體上的人工視覺(jué)標(biāo)志、間隔距離設(shè)在人工視覺(jué)標(biāo)志對(duì)面的可調(diào)節(jié)距離的移動(dòng)機(jī)架(2)，移動(dòng)機(jī)架(2)上設(shè)有多臺(tái)工業(yè)相機(jī)(1)，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)(1)間隔布置，分別經(jīng)調(diào)節(jié)架(5)固定在移動(dòng)機(jī)架(2)上，移動(dòng)機(jī)架(2)的周圍至少設(shè)有三個(gè)形成均勻漫反射照明的柔光燈(4)，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)(1)的信號(hào)輸出線與控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)(3)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的移動(dòng)機(jī)架(2)為一框形支架，框形支架的兩側(cè)板上設(shè)有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有可上下移動(dòng)的橫梁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的多臺(tái)工業(yè)相機(jī)(1)為四臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的人工視覺(jué)標(biāo)志與移動(dòng)機(jī)架(2)的間隔距離為2 5m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種數(shù)碼位移測(cè)量?jī)x，包括放置在被測(cè)物體上的人工視覺(jué)標(biāo)志、間隔距離設(shè)在人工視覺(jué)標(biāo)志對(duì)面的可調(diào)節(jié)距離的移動(dòng)機(jī)架，移動(dòng)機(jī)架上設(shè)有多臺(tái)工業(yè)相機(jī)，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)間隔布置，分別經(jīng)調(diào)節(jié)架固定在移動(dòng)機(jī)架上，移動(dòng)機(jī)架的周圍至少設(shè)有三個(gè)形成均勻漫反射照明的柔光燈，多臺(tái)工業(yè)相機(jī)的信號(hào)輸出線與控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)相連接。利用視覺(jué)檢測(cè)的方式對(duì)平面圖像實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)標(biāo)志點(diǎn)的自動(dòng)跟蹤定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，特別適用于平面變形與平面位移自動(dòng)測(cè)量及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以快速大量的獲取平面變形及平面位移信息。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高、人工干預(yù)少、自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G01B11/02GK202024732SQ20112002644
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者徐劍坤, 馬文頂 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)