专利名称：一种数码位移测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪，尤其是一种适用于平面变形与平面位移自动测量的数码位移测量仪。
背景技术：
数码位移测量仪最初是为了解决相似模拟实验中平面位移测量的问题。相似模拟实验是以相似理论为基础，利用事物或现象间存在的相似或类似特征来研究自然规律的一种方法。这种方法是20世纪30年代前苏联库兹涅佐夫提出的，经过几十年的发展现已普遍应用于自然科学、社会科学的多个领域。在矿业工程领域相似模拟实验用以研究矿山压力及岩层活动规律，研究岩层支护技术与岩层控制方法等。在相似模拟实验中，位移和压力是主要的监测内容。对于相似模拟实验中平面位移测量，主要方法有格栅法、接触测量法、 数字近景摄影测量法等。格栅法是利用格栅量测变形量。这种方法直观，在大变形测量中十分有效，但在小变形测量时无法达到足够的精度。接触测量法使用百分表、位移计等接触式传感器测量位移，这种方法简单易行，但传感器或体积大或难以布置，测点有限，难以测得全平面位移场。数字近景摄影测量法使用相机等成像设备获取测点的立体像对，通过光线交汇取得测点的三维坐标，进而比较两次测量时测点坐标的变化，得到目标物的实际物理信息，这种测量方法具有测点多、信息量大、对生产干扰小、非接触测量等优点。但现有的数字近景摄影测量装置用于相似模拟实验平面位移测量时，需要人工操作，存在人为因素影响，且数据采集与数据处理不同步，使得实时性差。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便、数据采集与数据处理同步的实时监测的数码位移测量仪装置。为实现上述目的，本实用新型的数码位移测量仪，包括放置在被测物体上的人工视觉标志、间隔距离设在人工视觉标志对面的可调节距离的移动机架，移动机架上设有多台工业相机，多台工业相机间隔布置，分别经调节架固定在移动机架上，移动机架的周围至少设有三个形成均勻漫反射照明的柔光灯，多台工业相机的信号输出线与控制台的计算机相连接。所述的移动机架为一框形支架，框形支架的两侧板上设有滑槽，滑槽内设有可上下移动的横梁；所述的多台工业相机为四台；所述的人工视觉标志与移动机架的间隔距离为2 5m。有益效果利用视觉检测的方式对平面图像实时监测，通过对标志点的自动跟踪定位，实现自动测量，克服了现有平面位移测量方法的不足，实现了自动测量与实时监测的功能，特别是利用图像拼接技术提高了测量精度与拓展了监测视野。除用于相似模拟实验平面位移测量外，还可用于解决其他平面变形与平面位移自动测量及实时监测的问题。大大提高了测量精度特别是关键区域的测量精度，减小了相机畸变的影响；实现了图像采集与位移测量的同步性，特别适用于平面变形与平面位移自动测量及实时监测，可以快速大量的获取平面变形及平面位移信息。其结构简单，操作方便，实时性强、精度高、人工干预少、自动化程度高，使用效果好，具有广泛的实用性。
图1是本实用新型的结构示意图。图中1-工业相机，2-移动机架，3-计算机，4-柔光灯，5-调节架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述如图1所示，本实用新型的数码位移测量仪，主要由工业相机1、移动机架2、计算机3、柔光灯4、调节架5和视觉标志的标识板构成。根据测试要求放置在被测物体上人工视觉标志，在间隔2 5m距离人工视觉标志的对面设置可调节距离的移动机架2，移动机架2为一框形支架，框形支架的两侧板上设有滑槽，滑槽内设有可上下移动的横梁，横梁为一根或两，根据设置工业相机的数量选定，多台工业相机1设在移动机架2的横梁上，附图中所示的工业相机1为四台，上下左右间隔呈矩形布置，每台工业相机1分别经调节架5固定在移动机架2上，通过调节架5可对工业相机1进行水平校准、垂直校准、左右移动或调节角度。移动机架2的周围至少设有用于光照补偿的三个形成均勻漫反射照明的柔光灯4， 三个柔光灯4呈三角形分布，移动机架2顶部中央一个，移动机架2底部左右两侧各一处， 四台工业相机1的信号输出线与控制台的计算机3相连接。工作时，在工业相机1的镜头前方2 5m处设有放置在被测物体上人工视觉标志，打开柔光灯4补偿光照度，调节移动机架2的调节架5，确保工业相机1水平、工业相机 1主光轴垂直于被测物体相似模型架，通过调节架5与移动机架2水平或垂直移动相机，使被测物体模型上的图像拼接点均纳入四个工业相机的视场；通过工业相机标定被测物体上人工视觉标志上的测点，计算机3给出指令，工业相机1将采集到的图像传至计算机3 ；通过计算机图像自动拼接软件将同一指令下的四个工业相机分别采集的图像拼接成一幅全景图像；自动测量计算软件识别跟踪视觉标志并计算各测点位移，获取的拼接图像，得到一组垂直位移曲线。
权利要求1.一种数码位移测量仪，其特征在于它包括放置在被测物体上的人工视觉标志、间隔距离设在人工视觉标志对面的可调节距离的移动机架(2)，移动机架(2)上设有多台工业相机(1)，多台工业相机(1)间隔布置，分别经调节架(5)固定在移动机架(2)上，移动机架(2)的周围至少设有三个形成均勻漫反射照明的柔光灯(4)，多台工业相机(1)的信号输出线与控制台的计算机(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的数码位移测量仪，其特征在于所述的移动机架(2)为一框形支架，框形支架的两侧板上设有滑槽，滑槽内设有可上下移动的横梁。
3.根据权利要求1所述的数码位移测量仪，其特征在于所述的多台工业相机(1)为四台。
4.根据权利要求1所述的数码位移测量仪，其特征在于所述的人工视觉标志与移动机架(2)的间隔距离为2 5m。
专利摘要本实用新型涉及一种数码位移测量仪，包括放置在被测物体上的人工视觉标志、间隔距离设在人工视觉标志对面的可调节距离的移动机架，移动机架上设有多台工业相机，多台工业相机间隔布置，分别经调节架固定在移动机架上，移动机架的周围至少设有三个形成均匀漫反射照明的柔光灯，多台工业相机的信号输出线与控制台的计算机相连接。利用视觉检测的方式对平面图像实时监测，通过对标志点的自动跟踪定位，实现自动测量，特别适用于平面变形与平面位移自动测量及实时监测，可以快速大量的获取平面变形及平面位移信息。其结构简单，操作方便，实时性强、精度高、人工干预少、自动化程度高。
文档编号G01B11/02GK202024732SQ20112002644
公开日2011年11月2日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者徐剑坤, 马文顶 申请人:中国矿业大学