[发明专利]一种隧道轮廓挖填量普通数码相机任意摄影测算方法

摘要

本发明公开了一种隧道轮廓挖填量普通数码相机任意摄影测算方法。该发明是将特定光源和标准长度尺安置在隧道待测断面正下方，在隧洞中心轴线上架设竖直放置的两个检校过的普通数码相机；在光源照亮隧洞断面轮廓时，两相机同时拍摄隧洞轮廓全貌，得到待测隧道断面的立体像对，并以隧道待测断面正下方一点为原点建立物方坐标系；通过泰勒级数展开以及对两张像片的矩阵旋转变换，可确定两相机拍摄时的9个参数；利用数学模型以及求得的9个参数，就可确定隧洞断面上任意待测点的物方坐标(Xi，Yi，Zi)(i＝1，2，3…，n)；将实际测得的轮廓位置与设计的隧洞轮廓位置相比较，得到隧洞断面的超、欠尺寸和面积，进而可确定待测隧道的挖、填土石方量。

主权项

一种隧道轮廓挖填量普通数码相机任意摄影测算方法，其特征是：首先，将特定光源和1m的标准长度尺安置在隧道待测断面正下方，在隧洞中心轴线上架设竖直放置的两个检校过的普通数码相机，其中，光源与普通数码相机均在隧洞断面中心轴线上，且数码相机与待测断面之间保持一定的距离，以便拍摄隧道断面全轮廓；其次，在光源照亮隧洞断面轮廓时，竖直放置的两相机同时拍摄隧洞全貌，包括标准长度尺，得到待测隧道断面的立体像对，并以隧道待测断面正下方一点为原点建立物方坐标系；再次，利用数学模型①和②联立，其中，λ1、λ2为矩阵缩放系数，Rω1、Rκ1、Rψ2、Rω2、Rκ2为像片绕轴的旋转矩阵，(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标增量，(u，v)和(u′，v′)为目标点像方坐标，f为相机焦距，通过泰勒级数展开以及对两张像片的矩阵旋转变换，可确定两相机拍摄时的9个参数，即λ、ω1、κ1、ω2、ψ2、κ2、bx、by、bz，其中，λ为旋转矩阵的缩放系数，ω1、κ1、ω2、ψ2、κ2为两个像片的旋转角，bx、by、bz为两像片的基线偏量；然后，利用数学模型③以及求得的9个参数，就可确定隧洞断面上任意待测点的物方坐标(Xi，Yi，Zi)(i＝1，2，3…，n)；最后，将实际测得的轮廓位置与设计的隧洞轮廓位置相比较，得到隧洞断面的超、欠尺寸和面积，进而可确定待测隧道的挖、填土石方量。