[发明专利]数字近景摄影测量参数测定与可靠性检验的装置及方法

权利要求书

1.一种数字近景摄影测量参数测定与可靠性检验的装置，包括能够调节水平度的台座；其特征在于，在台座的上表面设有倾向量测表、圆水准器和竖向轴座；竖向轴座位于台座的重心位置，其内部装有垂直旋转轴，垂直旋转轴的顶端固定连接至半环形外框的中点处；圆片状的人造岩体结构面活动安装在半环形外框的两个端部内侧并能绕安装点的水平旋转轴翻转，在半环形外框的一个端部外侧固定装有倾角量测表；在人造岩体结构面的一侧安装棋盘格标定板，另一侧设置图案，图案中包括已知半径的圆环及固定角度的射线；

所述台座具有上下两层结构，在两层结构之间设置三个水平调节旋钮，用于调节上层结构的水平度；所述人造岩体结构面在水平方向上的直径与两个水平旋转轴的连线是重合的；所述棋盘格标定板通过固定螺栓安装在人造岩体结构面上；

所述倾向量测表中设有指北针和倾向量测表读数指针，倾向量测表读数指针通过传动机构与垂直旋转轴连接；所述倾角量测表中设有倾角量测表读数指针，倾角量测表读数指针通过传动机构与水平旋转轴连接；倾向量测表和倾角量测表的指针均指向所述人造岩体结构面正面的法向量方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述竖向轴座上设置用于固定垂直旋转轴的固定旋钮。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述倾角量测表的中心位于水平旋转轴的延长线上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述台座是钢制台座，所述半环形外框是钢制半环形外框，所述人造岩体结构面是铝合金材质的人造岩体结构面。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，人造岩体结构面与半环形外框之间通过下述任意一种方式实现活动连接：

（1）在半环形外框的两个端部内侧分别设置横向轴座，在人造岩体结构面两侧分别设置水平旋转轴，两个水平旋转轴分别活动安装在相应的横向轴座中；

（2）在半环形外框的两个端部内侧分别设置水平旋转轴，在人造岩体结构面两侧分别设置横向轴座，两个水平旋转轴分别活动安装在相应的横向轴座中；

（3）在半环形外框的一个端部内侧设置横向轴座，另一个端部内侧设置水平旋转轴；在人造岩体结构面一侧设置水平旋转轴，另一侧设置横向轴座；两个水平旋转轴分别活动安装在相应的横向轴座中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述横向轴座上设置用于固定水平旋转轴的固定旋钮。

7.利用权利要求1所述装置对数字近景摄影测量参数进行测定与可靠性检验的方法，其特征在于，包括基于张正友相机标定法对相机畸变系数进行的校正、对双目相机摄影光心间距B的校正，以及对摄影测量获取的岩体结构面产状信息的精度检验；其中，

（一）相机畸变系数校正包括下述步骤：

调节台座水平；

将人造岩体结构面旋转至合适位置，旋紧垂直旋转轴的固定旋钮和水平旋转轴的固定旋钮；

将棋盘格标定板通过固定螺栓安装至人造岩体结构面上；

用相机在不同位置、不同角度、不同姿态下拍摄该标定板，得到10-20张图像；

得到标定图像后，在Opencv程序中基于张正友标定方法实现相机的畸变系数标定；

（二）双目相机摄影光心间距B的校正包括下述步骤：

调节台座水平；

将人造岩体结构面旋转至合适位置，以具有圆环和射线图案的侧面朝向相机；旋紧垂直旋转轴的固定旋钮和水平旋转轴的固定旋钮；

用双目相机在多个位置对人造岩体结构面进行拍摄，获得多个左右图像对；

在人造岩体结构面上选取一条已知长度的线段，利用双目相机摄影测量的原理，建立该线段测量长度与实际长度相等的方程，解算出双目相机摄影光心间距B；

选择不同的已知线段，一个左右图像对能得到多个双目相机摄影光心间距B的测量值，多个左右图像对能获得多组双目相机摄影光心间距B的测量值；将测量值综合取平均，即能得到双目相机摄影光心间距B的大小；

（三）对摄影测量获取的岩体结构面产状信息的精度检验包括下述步骤：

调节台座水平；

转动半环形外框，调节人造岩体结构面至合适的倾向，旋紧垂直旋转轴的固定旋钮；

调节人造岩体结构面至合适的倾角，旋紧水平旋转轴的固定旋钮；

通过摄影测量获得的人造岩体结构面的倾向和倾角数值；

从倾向量测表和倾角量测表分别读出倾向和倾角的数值，将其与通过摄影测量获得的数值进行对比，进行精度的检验。