【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于摄影测量，涉及一种地质编录方法及系统。
技术介绍
1、数字摄影测量技术是综合应用计算机技术、数字图像处理以及影像匹配理论，对摄影对象进行物理信息和几何信息提取的一门测量分支学科。基于数字摄影测量技术与应用计算机技术、数字影像处理技术的迅速发展，二维正射影像技术和三维影像技术孕育而生，渐渐广泛运用于地质编录和地质测绘的重要地质勘察工作中。
2、针对隧洞的地质编录野外作图作业中，应用二维正射影像技术，以二维正射影像为底图相较传统米格纸编录有明显的优势，作图定位更加清晰准确，作业效率更高，相较于三维影像技术，出错率低，计算机配置要求与实现成本低。但是三维影像可视和直观的优势是二维影像无法代替的，虽然三维影像技术随着无人机等多种采集方式的进步而高速发展，但因为三维成像效果依赖于大量高清数据，三维实景模型上绘图难度大，点捕捉困难，野外作业操作条件有限，绘图效率低。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中所述的三维影像技术的成像效果依赖于大量高清数据、三维实景模型上绘图难度大、点捕捉困难、野外作业操作条件有限以及绘图效率低的问题，本专利技术提供一种隧洞实景的三维地质编录方法及系统。
2、本专利技术提出的一种隧洞实景的三维地质编录方法，包括以下步骤：
3、步骤一、将全景相机和大功率自适应补光灯设置于高精度无刷增稳云台上，将自动伸缩杆的顶部与高精度无刷增稳云台固定连接，自动伸缩杆的底部与三脚架固定连接，将智能提示操作模块和智能云台操作模块搭载于全景相机
4、步骤二、输入隧洞断面参数至采集模块的智能提示操作模块，通过智能提示操作模块换算出全景相机的最佳拍摄参数，依据最佳拍摄参数设置采集模块的拍摄相机在每次自动对焦后触发快门；
5、步骤三、根据拍摄航向线拉线定点，将采集模块放置在隧洞中；
6、步骤四、智能云台操作模块依据最佳拍摄参数设置采集模块的自动伸缩杆长度，执行定点双180°环扫摄影采集工作，得到目前拍摄点的隧洞影像；当目前拍摄点的环采结束，移动至下一拍摄点，继续执行定点双180°环扫摄影采集工作，得到下一拍摄点的隧洞影像；如此重复，得到整个的隧洞影像；
7、步骤五、通过数据传输模块将采集的整个隧洞影像实时传输给多维数据处理模块；
8、步骤六、多维数据处理模块依据整个隧洞影像，输出二维正射影像和三维点云数据、tin格网模型；
9、步骤七、多维数据处理模块依据二维正射影像进行二维影像拼接，形成地质编录底图，依据三维点云数据、tin格网模型快速构建三维实景模型；
10、步骤八、多维数据处理模块将地质编录底图的编录信息与二维正射影像组合成二维相片组，基于纹理映射机制将二维相片组贴图到三维实景模型中的几何表面上，完成隧洞实景的三维地质编录。
11、进一步地，所述步骤二中，对于隧洞断面高h≤7m的隧洞进行单航线拍摄采集，对于隧洞断面高h>7m的隧洞进行双航线拍摄采集。
12、更进一步地，所述步骤二中，最佳拍摄参数包括：采集模块的自动伸缩杆长度h1、航向重叠度r1、航向间距m、旁向重叠度r2、旁向间距n、环采重叠度r3、环采旋转角度β；
13、所述航向重叠度r1与旁向重叠度r2会根据隧洞断面参数直接给出；
14、所述采集模块的自动伸缩杆长度h1为：h1＝h-h2；
15、所述航向间距m为：m＝(1-r1)y；
16、所述旁向间距n为：n＝(1-r2)x；
17、所述环采重叠度r3为：
18、所述环采旋转角度β为：
19、其中，h为采集高度，取隧洞断面高度的1/2；h2为人员手持高度或者采集模块的三脚架高度；m为航向间距，即在同一条航线上，前后两张照片的曝光间距；n为旁向间距，即两条航线的拍摄间距；x为单张影像在地面的投影宽度，y为单张影像在地面的投影高度，x为相机焦传感器宽，x＝最长边像素*像元大小；y为相机焦传感器宽高，y＝最短边像素*像元大小；f为相机焦距；α为相机视角；n为180°单扫旋转拍摄旋触发快门次数，n为整数。
20、更进一步地，所述步骤三中，单航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞中轴线位置，双航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞断面宽1/3处，根据最佳拍摄参数标记拍摄点位置。
21、更进一步地，所述的步骤五中，数据传输模块通过采用ofdm调制方式的无线中继图传方法将采集的整个隧洞影像实时传输给多维数据处理模块。
22、更进一步地，所述的步骤六中，多维数据处理模块依据整个隧洞影像，将采集的二维图片通过常规的几何反转原理，凹凸不平处进行逐点投影，实现二维影像的正射矫正，分组输出二维正射影像；多维数据处理模块依据整个隧洞影像，基于摄影测量技术获取隧洞纹理信息数据，输出三维点云数据、tin格网模型。
23、本专利技术提出的一种隧洞实景的三维地质编录系统，包括采集模块和多维数据处理模块。
24、所述采集模块包括全景相机、高精度无刷增稳云台、大功率自适应补光灯、自动伸缩杆、三脚架；所述全景相机和大功率自适应补光灯设置于高精度无刷增稳云台上；所述自动伸缩杆的顶部与高精度无刷增稳云台固定连接，自动伸缩杆的底部与三脚架固定连接，自动伸缩杆中设置有可拆卸电池。
25、所述全景相机搭载有智能提示操作模块、智能云台操作模块、数据传输模块和电源管理模块。
26、所述智能提示操作模块，用于通过输入的隧洞断面参数，换算出最佳拍摄参数，依据最佳拍摄参数设置采集模块的拍摄相机在每次自动对焦后触发快门。
27、所述智能云台操作模块依据最佳拍摄参数设置采集模块的自动伸缩杆长度，执行定点双180°环扫摄影采集工作，得到目前拍摄点的隧洞影像；当目前拍摄点的环采结束，移动至下一拍摄点，继续执行定点双180°环扫摄影采集工作，得到下一拍摄点的隧洞影像；如此重复，得到整个的隧洞影像。
28、所述数据传输模块，用于将采集的整个隧洞影像实时传输给多维数据处理模块。
29、所述电源管理模块，用于对可拆卸电池的电量进行管理，对低电量进行预警。
30、所述多维数据处理模块，用于依据整个隧洞影像，输出二维正射影像和三维点云数据、tin格网模型，依据二维正射影像进行二维影像拼接，形成地质编录底图，依据三维点云数据、tin格网模型构建三维实景模型，将地质编录底图的编录信息与二维正射影像组合成有编录信息二维相片，基于纹理映射机制将二维相片组贴图到三维实景模型中的几何表面上，完成隧洞实景的三维地质编录。
31、进一步地，所述采集模块中，高精度无刷增稳云台(1)的俯仰轴p轴和横滚轴r轴采用3505无刷电机，航向轴y轴采用3510无刷电机，对每个电机安装as5048a旋转位置传感器；高精度无刷增稳云台(1)使用simplebgc控制器对云台的稳定部分的不良运动，通过pid算法进行主动补本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述步骤二中，对于隧洞断面高H≤7m的隧洞进行单航线拍摄采集，对于隧洞断面高H>7m的隧洞进行双航线拍摄采集。
3.根据权利要求2所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述步骤二中，最佳拍摄参数包括：采集模块的自动伸缩杆长度H1、航向重叠度R1、航向间距M、旁向重叠度R2、旁向间距N、环采重叠度R3、环采旋转角度β。
4.根据权利要求2或3所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述步骤三中，单航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞中轴线位置，双航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞断面宽1/3处，根据最佳拍摄参数标记拍摄点位置。
5.根据权利要求4所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述的步骤五中，数据传输模块通过采用OFDM调制方式的无线中继图传方法将采集的整个隧洞影像实时传输给多维数据处理模块。
6.根据权利要求5所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，
7.一种隧洞实景的三维地质编录系统，其特征在于：包括采集模块和多维数据处理模块；
8.根据权利要求7所述的一种隧洞实景的三维地质编录系统，其特征在于：所述采集模块中，高精度无刷增稳云台(1)的俯仰轴P轴和横滚轴R轴采用3505无刷电机，航向轴Y轴采用3510无刷电机，对每个电机安装AS5048A旋转位置传感器；高精度无刷增稳云台(1)使用SimpleBGC控制器对云台的稳定部分的不良运动，通过PID算法进行主动补偿，对其进行精确定位；
9.根据权利要求8所述的一种隧洞实景的三维地质编录系统，其特征在于：所述智能提示操作模块中，对于隧洞断面高H≤7m的隧洞进行单航线拍摄采集，对于隧洞断面高H>7m的隧洞进行双航线拍摄采集；单航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞中轴线位置，双航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞断面宽1/3处，根据最佳拍摄参数标记拍摄点位置；
10.根据权利要求9所述的一种隧洞实景的三维地质编录系统，其特征在于：所述多维数据处理模块中，依据整个隧洞影像，将采集的二维图片通过常规的几何反转原理，凹凸不平处进行逐点投影，实现二维影像的正射矫正，分组输出二维正射影像；依据整个隧洞影像，基于摄影测量技术获取隧洞纹理信息数据，输出三维点云数据、TIN格网模型。
...【技术特征摘要】
1.一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述步骤二中，对于隧洞断面高h≤7m的隧洞进行单航线拍摄采集，对于隧洞断面高h>7m的隧洞进行双航线拍摄采集。
3.根据权利要求2所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述步骤二中，最佳拍摄参数包括：采集模块的自动伸缩杆长度h1、航向重叠度r1、航向间距m、旁向重叠度r2、旁向间距n、环采重叠度r3、环采旋转角度β。
4.根据权利要求2或3所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述步骤三中，单航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞中轴线位置，双航线拍摄采集时将采集模块放置在隧洞断面宽1/3处，根据最佳拍摄参数标记拍摄点位置。
5.根据权利要求4所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述的步骤五中，数据传输模块通过采用ofdm调制方式的无线中继图传方法将采集的整个隧洞影像实时传输给多维数据处理模块。
6.根据权利要求5所述的一种隧洞实景的三维地质编录方法，其特征在于：所述的步骤六中，多维数据处理模块依据整个隧洞影像，将采集的二维图片通过常规的几何反转原理，凹凸不平处进行逐点投影，实现二维影像的正射矫正，分组输出二维正射影像；多维数据处理模块依据整个隧洞影像，基...
【专利技术属性】
技术研发人员：王吉亮，姚晔，许琦，朱志宏，罗飞，张广厦，叶健，谢天琦，李俊杰，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
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