基于數字圖像處理的拱頂位移監(jiān)測系統研究.pdf

1、隨著國民經濟的發(fā)展，隧道工程也迅速的發(fā)展著。對于隧道工程來說，施工監(jiān)控量測是工程建設中必不可少的重要環(huán)節(jié)。其中，拱頂下沉測量是確認圍巖穩(wěn)定性，尤其是事先預報拱頂崩塌的重要手段。因此，準確、及時的獲取拱頂位移變化，顯得尤為重要。對于拱頂下沉測量，存在了很多方法，并且在工程建設中發(fā)揮了重要作用，但是這些方法未能做到精度、操作性和成本的統一。因此，本文結合隧道工程建設中對拱頂位移監(jiān)測的要求，設計了數碼相機與電子經緯儀相結合的一套系統，推導了系

2、統的實現原理，并開發(fā)與系統相適應的監(jiān)測軟件。通過這套系統，希望能夠做到精度、操作性和成本的協調統一。
　　 本套監(jiān)測系統采用數碼相機結合電子經緯儀作為量測工具，設計出與系統相應的標定板。在系統應用中，將目標標定板安置在需要監(jiān)測的位置處（對于隧道工程來說，通常為拱頂位置），并在基準點處安置參考標定板。系統由以下幾步實現：首先，運用數碼相機拍攝目標標定板和參考標定板，結合數字圖像處理技術，實現相機標定，得到光心坐標；其次，利用光心坐

3、標，結合經緯儀測角，解算出經緯儀中心（三軸交點）坐標；再次，利用經緯儀中心坐標，結合兩幅標定板之間角度信息，解算出目標標定板中心點和參考標定板中心點之間的三維坐標；最后，通過對兩幅標定板進行長期監(jiān)測，得到目標標定板中心點的三維位移，并繪制其時程圖。
　　 通過多組實驗，驗證了系統原理的正確性，以及系統具有自由設站這一特性。
　　 基本實現了本套系統在精度、操作性和成本的協調統一，為隧道工程建設提供了一種更為理想的拱頂位移