基于數(shù)字圖像處理的拱頂位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道工程也迅速的發(fā)展著。對(duì)于隧道工程來說，施工監(jiān)控量測(cè)是工程建設(shè)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。其中，拱頂下沉測(cè)量是確認(rèn)圍巖穩(wěn)定性，尤其是事先預(yù)報(bào)拱頂崩塌的重要手段。因此，準(zhǔn)確、及時(shí)的獲取拱頂位移變化，顯得尤為重要。對(duì)于拱頂下沉測(cè)量，存在了很多方法，并且在工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，但是這些方法未能做到精度、操作性和成本的統(tǒng)一。因此，本文結(jié)合隧道工程建設(shè)中對(duì)拱頂位移監(jiān)測(cè)的要求，設(shè)計(jì)了數(shù)碼相機(jī)與電子經(jīng)緯儀相結(jié)合的一套系統(tǒng)，推導(dǎo)了系

2、統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理，并開發(fā)與系統(tǒng)相適應(yīng)的監(jiān)測(cè)軟件。通過這套系統(tǒng)，希望能夠做到精度、操作性和成本的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
　　 本套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用數(shù)碼相機(jī)結(jié)合電子經(jīng)緯儀作為量測(cè)工具，設(shè)計(jì)出與系統(tǒng)相應(yīng)的標(biāo)定板。在系統(tǒng)應(yīng)用中，將目標(biāo)標(biāo)定板安置在需要監(jiān)測(cè)的位置處（對(duì)于隧道工程來說，通常為拱頂位置），并在基準(zhǔn)點(diǎn)處安置參考標(biāo)定板。系統(tǒng)由以下幾步實(shí)現(xiàn)：首先，運(yùn)用數(shù)碼相機(jī)拍攝目標(biāo)標(biāo)定板和參考標(biāo)定板，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相機(jī)標(biāo)定，得到光心坐標(biāo)；其次，利用光心坐

3、標(biāo)，結(jié)合經(jīng)緯儀測(cè)角，解算出經(jīng)緯儀中心（三軸交點(diǎn)）坐標(biāo)；再次，利用經(jīng)緯儀中心坐標(biāo)，結(jié)合兩幅標(biāo)定板之間角度信息，解算出目標(biāo)標(biāo)定板中心點(diǎn)和參考標(biāo)定板中心點(diǎn)之間的三維坐標(biāo)；最后，通過對(duì)兩幅標(biāo)定板進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，得到目標(biāo)標(biāo)定板中心點(diǎn)的三維位移，并繪制其時(shí)程圖。
　　 通過多組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)原理的正確性，以及系統(tǒng)具有自由設(shè)站這一特性。
　　 基本實(shí)現(xiàn)了本套系統(tǒng)在精度、操作性和成本的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為隧道工程建設(shè)提供了一種更為理想的拱頂位移