定模块1012以及LED (发光二极 管）灯1013 ;所述定焦数码镜头1011，用于获取所述裂缝的状况；作为优选，定焦数码镜头 1011的像素值大于100万，这样就能保证获取图像的清晰度，数码镜头采用定焦数码镜头 1011优点在于他具有大光圈，获得图像的画质高。可依据镜头内方位元素Uc^f)设计装置 外观尺寸（包括直径和母线长度），最终获取最佳数字图像。参照图1或图2所示，所述标 定模块1012,由相互垂直的两组三角形框标组成，用于标定物像尺度，并对所述定焦数码镜 头的畸变改正。该框标任意两支框标之间的尺寸可精确得到，成像后通过对所述框标提取 可解算像平面尺度关系以及明确观测误差；LED灯1013,用于对裂缝的光线起到补充作用， 从而提高获取的裂缝图像效果。
[0039] 方位确定模块102包括：双轴倾角传感器1021和电子罗盘1022以及GPS(全球定 位系统）定位器1023,所述GPS定位器1023,用于获取所述裂缝的地理位置，并将所述地理 位置标注在所述缝图像上，所述地理位置包括经度和炜度；所述双轴倾角传感器1021，用 于通过测量静态重力加速度的变化来确定所述裂缝在所述地理位置发育的垂直方向，生成 倾斜角，并将所述倾斜角标注在所述裂缝图像上。双轴倾角传感器1021具有显著的负载能 力和非常好的冲击耐久性，通过双轴的配合可以实现360度倾角的测量，同时可以使用内 部滤波功能，以实现在振动场合测量倾角的目标。所述电子罗盘1022,用于通过电子技术利 用地磁场来指定磁北方向，确定所述裂缝在所述地理位置发育的水平方向，生成方位角，并 将所述方位角标注在所述裂缝图像上；电子罗盘1022上设置有倾角传感器，这样就克服了 电子罗盘1022在使用过程中的严格限制，使得电子罗盘1022倾斜时所测得的所述裂缝在 所述地理位置发育的水平方向进行补偿，这样就大大的提高裂缝发育方位观测数据的可靠 性。
[0040] 图像处理模块103,用于通过点、线特征提取与定位处理，解算目标裂缝宽度，评定 其观测精度，经过图像融合算法分析所述裂缝图像，生成观测时间、裂缝宽度、观测误差等 裂缝参数，并将所述裂缝参数标记在所述标记图像上，生成成果图像。观测时间是裂缝图像 成像时从系统获得的时间；
[0041] 参照图1或图3所示，0为定焦数码镜头1011的焦点；L为视野内左框标；R为视 野内右框标；S为裂缝实际宽度；D为视野内的左右框标实际尺寸，s为裂缝图上尺寸；d视 野内左右框标图上尺寸；其中，D在标定模块1012设定时就可精确得到，s和d均自动读取 获得；因此，裂缝宽度的实际尺寸计算公式为：S = D*s/d ;
[0042] 裂缝观测误差通过下式计算：
[0043]
得到。其中，s表示像方被测裂缝尺度， d表示像方框标尺度，s表示物方裂缝尺度，D表示物方框标尺度，m|表示裂缝成像中误差， ??4.表示框标标定中误差，表示框标成像中误差。
[0044] 存储模块104,为可插拔的SD (基于半导体闪存工艺的存储卡）卡或集成在装置的 内部存储，用于存储所述裂缝图像和所述成果图像。SD卡是一种基于半导体闪存工艺的存 储卡，具有大容量、高性能、安全的特点。
[0045] 无线通讯模块105,用于将所述成果图像发送至目标地址，成果图像发送时采用 GPRS (分组交换通信技术）或GSM(全球移动通讯系统）通讯模式进行发送，这样可以有效 的保证在外做业时观测信息及时发送至指定地址，实现在室内作业，和在室外做业一体化 的目的。
[0046] 显示屏106,用于显示所述裂缝图像或成果图像或所述裂缝的状况，并且在所述显 示屏106上设置屏幕保护盖1061，屏幕保护盖1061可以有效的保护显示屏106,进而有效 的减少在室外工作对显示屏幕106的划伤。
[0047] USB接口，用于对存储模块104内的裂缝图像或成果图像进行读取或将其他资料 写在存储模块104内。电池为不少于1块的可充电大容量锂电池，能有效的满足长期野外 工作设备供电的需求。
[0048] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于近景摄影测量的裂缝多参数观测装置，其特征在于，包括： 图像采集模块，用于获取裂缝的状况，生成裂缝图像； 方位确定模块，用于确定所述裂缝的方位，并标记在所述裂缝图像上，生成标记图像； 图像处理模块，用于分析所述裂缝图像，生成裂缝参数，并将所述裂缝参数标记在所述 标记图像上，生成成果图像； 存储模块，用于存储所述裂缝图像和所述成果图像。2. 如权利要求1所述装置，其特征在于，所述图像采集模块包括：定焦数码镜头和标定 模块，所述定焦数码镜头，用于获取所述裂缝的状况；所述标定模块，由相互垂直的两组三 角形框标组成，用于标定物像尺度，并对所述定焦数码镜头的畸变改正。3. 如权利要求1所述装置，其特征在于，所述方位确定模块包括：GPS定位器和电子罗 盘以及双轴倾角传感器，所述GPS定位器，用于获取所述裂缝的地理位置，并将所述地理位 置标注在所述裂缝图像上，所述地理位置包括经度和炜度； 所述电子罗盘，用于确定所述裂缝在所述地理位置发育的水平方向，生成方位角，并将 所述方位角标注在所述裂缝图像上； 所述双轴倾角传感器，用于确定所述裂缝在所述地理位置发育的垂直方向，生成倾斜 角，并将所述倾斜角标注在所述裂缝图像上。4. 如权利要求3所述装置，其特征在于，所述电子罗盘上设置有倾角传感器，用于对所 述电子罗盘倾斜时所测得的所述裂缝在所述地理位置发育的水平方向进行补偿。5. 如权利要求1所述装置，其特征在于，所述裂缝参数包括：观测时间和裂缝宽度以及 观测误差。6. 如权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还设置有无线通讯模块，用于将所述 成果图像发送至目标地址。7. 如权利要求6所述装置，其特征在于，所述成果图像发送至目标地址采用GPRS或 GSM通讯模式进行通讯。8. 如权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还设置有显示屏，用于显示所述裂缝 图像或成果图像或所述裂缝的状况。9. 如权利要求8所述装置，其特征在于，所述显示屏上设置有屏幕保护盖，用于保护所 述显示屏。10. 如权利要求1所述装置，其特征在于，所述存储模块为集成在所述装置的内存或SD 卡。
【专利摘要】本发明公开了一种基于近景摄影测量的裂缝多参数观测装置，包括：图像采集模块，用于获取裂缝的状况，生成裂缝图像；方位确定模块，用于确定所述裂缝的方位，并标记在所述裂缝图像上，生成标记图像；图像处理模块，用于分析所述裂缝图像，生成裂缝参数，并将所述裂缝参数标记在所述标记图像上，生成成果图像；存储模块，用于存储所述裂缝图像和所述成果图像。这样就能使得观测裂缝的数据更加准确，可靠性高，操作简便，从而有效的提高了裂缝监测的效率。
【IPC分类】G01C11/00, G01C1/00, G01C9/00, G01S19/42, G01B11/02
【公开号】CN104931021
【申请号】CN201510142878
【发明人】魏世玉, 杨建国, 李少荣, 刘星, 姚光华, 邓涛, 陈立川, 吴孟, 杨富军, 陈柏林, 赵火焱, 李逾睿, 王玥
【申请人】重庆华地工程勘察设计院, 重庆地质矿产研究院
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月30日