構(gòu)件變形監(jiān)測近景攝影測量方法研究.pdf

1、由于非量測相機(jī)具有成本低、分辨率高、數(shù)據(jù)采集簡便和處理快速等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到廣泛的使用。本文將非量測相機(jī)應(yīng)用于測量混凝土表面變形和低碳鋼拉伸變形等試驗(yàn)中，這些物體變形微小不易測量，用攝影測量的方法獲取高精度的數(shù)據(jù)具有挑戰(zhàn)，所以本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　(1)由于相機(jī)參數(shù)的精度對(duì)解算物方坐標(biāo)的精度影響特別大，所以要滿足高精度的測量任務(wù)，首先要對(duì)非量測相機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確檢校，獲得高質(zhì)量的相機(jī)參數(shù)和鏡頭畸變參數(shù)。本文采用綜合利用二維檢校

2、板和三維檢校場的方法，這種方法無需控制點(diǎn)的物方坐標(biāo)就可以算出相機(jī)參數(shù)，具有方便快速的優(yōu)點(diǎn)。
　　(2)由于混凝土試驗(yàn)和低碳鋼試驗(yàn)是動(dòng)態(tài)的，所以應(yīng)用無線電子快門控制兩臺(tái)或多臺(tái)相機(jī)同步曝光獲取數(shù)據(jù)，兩臺(tái)相機(jī)的曝光時(shí)間差會(huì)影響到測量的精度，所以本文對(duì)兩臺(tái)相機(jī)的同步精度進(jìn)行了測試，研究其是否能夠滿足動(dòng)態(tài)物體的測量要求。試驗(yàn)方法是用相機(jī)拍攝電腦屏幕，屏幕中還有一個(gè)電子計(jì)時(shí)器，根據(jù)屏幕刷屏頻率和計(jì)時(shí)器的時(shí)間準(zhǔn)確測量各相機(jī)的曝光時(shí)間，然后確定曝

3、光時(shí)間差。
　　(3)本文還研究應(yīng)用佳能5D相機(jī)獲取數(shù)據(jù)，采用相對(duì)控制時(shí)所能達(dá)到的最高精度，精度驗(yàn)證是通過游標(biāo)卡尺來實(shí)現(xiàn)的，游標(biāo)卡尺的精度為0.02mm，游標(biāo)卡尺外測量爪每次移動(dòng)一個(gè)已知的距離，然后和攝影測量數(shù)據(jù)比較，確定攝影測量的精度。
　　(4)將非量測相機(jī)應(yīng)用到混凝土表面的變形試驗(yàn)中，首先布設(shè)控制點(diǎn)和相機(jī)，用兩臺(tái)相機(jī)同步獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)混凝土運(yùn)動(dòng)的速度確定相機(jī)曝光的時(shí)間間隔。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，自動(dòng)跟蹤和匹配混凝土表面的特征點(diǎn)

4、，獲取各個(gè)時(shí)刻的混凝土表面的特征點(diǎn)的物方坐標(biāo)，然后分析特征點(diǎn)在X、Y、Z各個(gè)方向上的變形隨時(shí)間的變化曲線，以及特征點(diǎn)在混凝土表面上的變形大小和方向，最后確定整個(gè)表面的變形量。各個(gè)特征點(diǎn)的測量精度可以通過位移計(jì)來驗(yàn)證。
　　(5)將非量測相機(jī)應(yīng)用到低碳鋼的拉伸試驗(yàn)中，低碳鋼是上下方向變形，與混凝土前后方向變形有所不同。用兩臺(tái)相機(jī)同步記錄低碳鋼拉伸過程然后跟蹤和匹配低碳鋼表面的特征點(diǎn)，對(duì)特征點(diǎn)的變形進(jìn)行分析，其精度可以通過位移計(jì)和拉力