一种土木工程用锚杆施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种土木工程用锚杆施工方法，该方法包括：施工准备、测量放线、造孔、锚索制作和安装、灌浆，灌浆分制浆和注浆两个作业过程，锚孔内的浆液为水泥砂浆，根据实际需要掺入适量早强剂，不得混入杂物；注浆采用埋管式注浆，由孔底向上有压一次性灌浆。本发明施工效率高，无泥浆，无振动，锚孔稳定性能好，锚杆强度高，锚杆抗拔承载力高。
【专利说明】
-种±木工程用猫杆施工方法
技术领域
[0001 ]本发明属于±木工程技术领域，尤其设及一种±木工程用错杆施工方法。
【背景技术】
[0002] 所有设及的建筑物都在向高层、深层、大面积、重型化方向发展，错杆在岩±体加 固工程、支护工程中的应用量也越来越大、应用范围越来越广泛，对此工程技术领域及施工 技术方法的创新或有益改进具有重要的工程意义和经济价值。
[0003] 现阶段错杆施工方法和工序较为繁琐，施工效率较低，施工过程中错杆易发生振 动，影响错孔的稳定性，此外，错杆强度低，抗拉拔能力弱。上述问题亟需解决。
[0004] ±木工程钻杆位置偏移检测方法主要靠目测，由检测人员进行肉眼观察或探摸。 运样目测只能大概估计尺寸范围，而不能得到精确的结果；而且，由于自身条件的限制，使 目测方法具有检测能力有限、检测可靠性低、检测时间长、费用高等缺点。为了提高检测效 率与精度，降低劳动强度，节省检测费用，人们一直都在探索更有效的检测手段和方法。
[0005] 影像检测成像技术作为一种重要的无损检测手段，具有速度快、非接触、较高精 度、操作简单等优点，在许多领域内发挥了巨大作用，在±木工程领域将为位置偏移检测提 供一种新的技术支持。而采用影像检测成像技术不但可评定±木钻杆位置偏移内尺寸，还 可实现尺寸的离面深度测量，能够更好地满足工程检测的实际需求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种±木工程用错杆施工方法，旨在解决现阶段错杆施工 方法和工序较为繁琐，施工效率较低，施工过程中错杆易发生振动，影响错孔的稳定性，此 夕h错杆强度低，抗拉拔能力弱的问题。
[0007] 本发明是运样实现的，一种±木工程用错杆施工方法，该±木工程用错杆施工方 法包括W下步骤：
[000引测量放线:根据错杆设计间距及围岩层理、节理分布实际情况，确定各错点位置；
[0009] 造孔:造孔工序含钻机就位、施钻成孔和清孔=个作业过程，当围护结构基坑开挖 到达错索钻孔位置时，钻机就位;钻机至预定位置，并将钻机底座垫平，调整钻杆角度，通过 钻杆带动钻头钻入确认的错点位置；
[0010] 施钻机选用偏屯、钻跟进护壁套管方式钻进，进行施钻成孔，成孔中及时拱渣进行 取样，并对渣样进行分辨，并及时调整钻进速度；
[0011] 采用空气压缩机风管清洗，带走错孔内的残渣；
[0012] 错索制作和安装:错索制作和安装分为下料、除诱、防腐、焊接导向锥、绑扎和入孔 六个作业过程进行.
[0013] 灌浆:灌浆分制浆和注浆两个作业过程，错孔内的浆液为水泥砂浆，根据实际需要 渗入适量早强剂，不得混入杂物;注浆采用埋管式注浆，由孔底向上有压一次性灌浆。
[0014] 进一步，该±木工程用错杆施工方法在灌浆后还需进行紧固头设置，所述紧固头 设置包括垫墳预制，垫墳直接在平整场地上立模预制，同时做混凝±抗压试件，对垫墳还需 进行养护。
[0015] 进一步，所述定位精度：测量放线中确定各错点位置的定位精度为：纵横向± 10cm〇
[0016] 进一步，所述钻机就位、施钻成孔和清孔具体方法为：
[0017] 当围护结构基坑开挖到达错索钻孔位置时，首先要用钢管和木板搭役施钻作业平 台，钻机就位，钻机钻头定位成孔位置偏差不大于10cm，孔斜误差不超过2% ;
[0018] 施钻机选用偏屯、钻跟进护壁套管方式钻进，钻进过程中观察出灰、出確和漏风情 况，做好滑动面、错落面所处位置的记录，通过钻杆旋转钻头向前揽拌钻进，当发现钻机钻 进困难时，及时拱渣进行取样，并对渣样进行分辨，调整气压W及钻进速度，确保钻头进入 持力层；
[0019] 清孔:实时观测钻杆垂直度，当钻杆出现偏差时及时进行调整，钻头钻入预定深度 后，观测错孔内有无地下水，当地下水较多时，向错孔内注入清水，直至错孔内流出清水为 止，当错孔无地下水或地下水较少时，采用空气压缩机风管清洗，带走错孔内的残渣；
[0020] 进一步，所述灌浆中注浆具体方法为:将注浆管插入错孔内，通过注浆累和其连通 的注浆管进行注浆，孔底向上有压一次性灌浆当浆液达到设计高度时，拔出注浆管，浆液与 钢筋固化，形成错杆。
[0021] 进一步，钻杆旋转过程中，采用垂直度测量仪装置校核钻杆垂直度，所述垂直度测 量仪装置包括测量影像模块、控制器、驱动模块；
[0022] 所述测量影像模块用于实时采集钻杆旋转过程中的信息并将信息传输给控制器，
[0023] 控制器与驱动模块连接，用于接收测量影像模块传输的信息，并对信息进行处理， 将处理后的信息指令给驱动模块；
[0024] 驱动模块用于执行控制器指令的信息，对钻杆旋转实时状态进行调整；
[0025] 所述测量影像模块包括双影像相机、支架、双路图像采集卡，双影像相机安装在支 架上，双影像相机通过导线连接到双路图像采集卡上，双路图像采集卡连接控制器。
[0026] 进一步，测量影像模块的双影像相机配置方法为：
[0027] 双影像相机从不同位置交叉摆放观测同一被测钻杆，获取钻杆表面偏移的两幅二 维图像和钻杆表面偏移的空间坐标，首先要确认单个影像相机的视角，然后针对工程应用 的实际情况，设计两个影像相机之间的基线距离与夹角，获取最佳的公共视场；
[0028] 获得单个影像相机实际检测的视角方法为:使影像相机与一平面垂直，调整影像 相机与钻杆表面的距离，使图像清晰，且让影像相机的光轴指向平面上的十字中屯、，在十字 中屯、相互垂直的方向上，放置两个标尺，然后进行拍照，根据图像中的所能够拍摄到的标尺 的距离，计算出影像相机在水平方向和竖直方向上的视角；
[0029] 最后根据两个影像相机的基线距离、两个影像机的夹角和影像机的视角，计算出 测量影像模块的公共视场。
[0030] 进一步，钻杆表面偏移的坐标计算方法：
[0031] 双影像相机在同一时刻观看钻杆表面某偏移点P，分别使用左右影像相机获取P点 的图像，它们的图像坐标分别为?1=(&，￥1)，？,=村。￥,)，当两影像相机的图像平面在同一 个平面上，则偏移点P的图像坐标的Y坐标相同刷Yleft = Yright = Y，由透视变换原理得到：
[0032]
[0033] 则时差为：Disparity= IXief 广 XrightI =Xief 广 Xright;
[0034] 由此计算出钻杆表面偏移点在测量影像模块坐标系下的空间坐标为：
[0035]
[0036] 左影像相机面上的任意一点只要能够在右影像相机像面上找到对应的匹配点，即 二者是空间同一点在左右影像相机上的点，就能够根据双影像相机的固有几何约束确认出 钻杆表面偏移点的空间坐标，此种方法是点对点的运算，图像上所有点只要存在匹配点，就 能够参与上述运算，从而获取钻杆表面偏移点的空间坐标，因而测量效率较高；
[0037] 钻杆表面偏移点的匹配方法：
[0038] 表观偏移点的匹配是通过图像匹配的方法，寻找出两幅图像中偏移点之间相互的 对应关系，从而确认出同一个偏移点分别在两幅图像中的坐标，偏移图像的匹配需对两幅 表现偏移图像进行特征提取，采用化rris角点提取算法或SUSAN角点提取算法或SIFT特征 点提取算法;在获取图像的坐标时，采用交互识别和自动匹配两种方法，先通过自动匹配方 法进行偏移点的匹配，若匹配不能够达到要求，再使用交互识别的方法进行匹配，对应偏移 点的匹配主要是两幅图像中点、边缘或者区域的几何基元的相似程度，再由同一偏移点分 别投影到两幅图像中形成的对应点的图像坐标，根据钻杆表面偏移的坐标计算方法的数学 模型计算出偏移点的空间坐标；
[0039] 钻杆表面偏移点的评定方法：
[0040] 表面偏移测量首先需要建立一个测量基准面，所求到的偏移就是相对于此基准面 的，运个基准面是空间的，利用=维空间中的特征点，根据空间平面的计算公式求得该空间 平面，设空间中S个点的坐标分别为Pi(Xi，Yi，Zi)，P2化，Y2，Z2)，P3(X3，Y3，Z3)，则空间平面 方程为：
[0041 ] [ (YiZ2+Y2Z3+Y3Zi)-(Y3Z2+Y2Zi+YiZ3) ]X
[0042] +[(XiZ2+X2Z3+X3Zi)-(X2Z2+X2Z.+XiZ3)]Y
[0043] + [ (X1Y2+X2Y3+X3Y1) - (X3Y1+X2Y1+X3Y3) ] Z
[0044] +[ (Xl拉Y3Zi+X3YiZ3)-(X3Y2Zi+X2YiZ3+XiY3Z2) ] =0
[0045] (Y1Z2+Y2Z3+Y3Z1) -(Y3Z2+Y2Z1+Y1Z3) = A
[0046] (XiZ2+X2Z3+X3Zi)-(X2Z2+X2Z.+XiZ3)=B
[0047] 令
[004引（XiY2+X2Y3+X3Yi)-(X3Yi+X2Yi+X3Y3) = C
[0049] (XiY2Z3+X2Y3Zi+X3YiZ3)-(X3Y2Zi+X2YiZ3+XiY3Z2)=D
[0050] 则平面方程为 AX+BY+CZ+D = 0，
[0051] 设空间点的坐标为K(Xk，化，Zk)，则空间点到空间平面的距离为：
[0化2]
[0053] 由此计算出钻杆表面偏移点的信息，在获得空间点在图像中的坐标时，能够计算 出空间点的=维坐标，进而求得空间点的相对位置关系，完成钻杆表面偏移点的评定。
[0054] 进一步，所述灌浆中注浆过程连续作业，且采用测键计算浆液高度。
[0055] 进一步，在测量放线前需先进行施工准备，施工准备需进行场地布置、机械设备安 装调试、人员上场和材料购置及储备准备工作，所述场地布置需进行钻孔作业场地规划、水 池、混凝±拌和场地平整，风水电管线布置W及生产、生活用房布置。
[0056] 本发明本发明施工效率高，无泥浆，无振动，错孔稳定性能好，错杆强度高，错杆抗 拔承载力高，解决了现阶段错杆施工方法和工序较为繁琐，错杆强度低，抗拉拔能力弱的问 题。
[0057] 本发明具有双影像相机同步采集、图像显示存储、特征匹配、评定W及提供检测报 告的功能，并具有实时采集、快速处理、操作简单等优点，适于工程结构现场测量。
【附图说明】
[0058] 图1是本发明实施例提供的±木工程用错杆施工方法流程图。
[0059] 图2是本发明测量影像模块的双影像相机配置模式图。
[0060] 图3是本发明的空间坐标计算原理图。
【具体实施方式】
[0061] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0062] 下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
[0063] 如图1所示:一种±木工程用错杆施工方法，该±木工程用错杆施工方法包括W下 步骤：
[0064] S101:测量放线:根据错杆设计间距及围岩层理、节理分布实际情况，确定各错点 位置；
[0065] S102:造孔:造孔工序含钻机就位、施钻成孔和清孔=个作业过程，当围护结构基 坑开挖到达错索钻孔位置时，钻机就位;钻机至预定位置，并将钻机底座垫平，调整钻杆角 度，通过钻杆带动钻头钻入确认的错点位置;施钻机选用偏屯、钻跟进护壁套管方式钻进，进 行施钻成孔，成孔中及时拱渣进行取样，并对渣样进行分辨，并及时调整钻进速度;施钻成 孔采用空气压缩机风管清洗，带走错孔内的残渣；
[0066] S103:错索制作和安装:错索制作和安装分为下料、除诱、防腐、焊接导向锥、绑扎 和入孔六个作业过程进行；
[0067] S104:灌浆:灌浆分制浆和注浆两个作业过程，错孔内的浆液为水泥砂浆，根据实 际需要渗入适量早强剂，不得混入杂物;注浆采用埋管式注浆，由孔底向上有压一次性灌 浆。
[0068] 该±木工程用错杆施工方法在灌浆后还需进行紧固头设置，所述紧固头设置包括 垫墳预制，垫墳直接在平整场地上立模预制，同时做混凝±抗压试件，对垫墳还需进行养 护。
[0069] 所述定位精度:测量放线中确定各错点位置的定位精度为:纵横向±10cm。
[0070] 所述钻机就位、施钻成孔和清孔具体方法为：
[0071 ]当围护结构基坑开挖到达错索钻孔位置时，首先要用钢管和木板搭役施钻作业平 台，钻机就位，钻机钻头定位成孔位置偏差不大于10cm，孔斜误差不超过2% ;
[0072] 施钻机选用偏屯、钻跟进护壁套管方式钻进，钻进过程中观察出灰、出確和漏风情 况，做好滑动面、错落面所处位置的记录，通过钻杆旋转钻头向前揽拌钻进，当发现钻机钻 进困难时，及时拱渣进行取样，并对渣样进行分辨，调整气压W及钻进速度，确保钻头进入 持力层；
[0073] 清孔:实时观测钻杆垂直度，当钻杆出现偏差时及时进行调整，钻头钻入预定深度 后，观测错孔内有无地下水，当地下水较多时，向错孔内注入清水，直至错孔内流出清水为 止，当错孔无地下水或地下水较少时，采用空气压缩机风管清洗，带走错孔内的残渣；
[0074] 所述灌浆中注浆具体方法为:将注浆管插入错孔内，通过注浆累和其连通的注浆 管进行注浆，孔底向上有压一次性灌浆当浆液达到设计高度时，拔出注浆管，浆液与钢筋固 化，形成错杆。
[0075] 进一步，钻杆旋转过程中，采用垂直度测量仪装置校核钻杆垂直度，所述垂直度测 量仪装置包括测量影像模块、控制器、驱动模块；
[0076] 所述测量影像模块用于实时采集钻杆旋转过程中的信息并将信息传输给控制器，
[0077] 控制器与驱动模块连接，用于接收测量影像模块传输的信息，并对信息进行处理， 将处理后的信息指令给驱动模块；
[0078] 驱动模块用于执行控制器指令的信息，对钻杆旋转实时状态进行调整；
[0079] 所述测量影像模块包括双影像相机、支架、双路图像采集卡，双影像相机安装在支 架上，双影像相机通过导线连接到双路图像采集卡上，双路图像采集卡连接控制器。
[0080] 如图2所示:测量影像模块的双影像相机配置方法为：
[0081] 双影像相机从不同位置交叉摆放观测同一被测钻杆，获取钻杆表面偏移的两幅二 维图像和钻杆表面偏移的空间坐标，首先要确认单个影像相机的视角，然后针对工程应用 的实际情况，设计两个影像相机之间的基线距离与夹角，获取最佳的公共视场；
[0082] 获得单个影像相机实际检测的视角方法为:使影像相机与一平面垂直，调整影像 相机与钻杆表面的距离，使图像清晰，且让影像相机的光轴指向平面上的十字中屯、，在十字 中屯、相互垂直的方向上，放置两个标尺，然后进行拍照，根据图像中的所能够拍摄到的标尺 的距离，计算出影像相机在水平方向和竖直方向上的视角；
[0083] 最后根据两个影像相机的基线距离、两个影像机的夹角和影像机的视角，计算出 测量影像模块的公共视场。
[0084] 进一步，钻杆表面偏移的坐标计算方法：
[0085] 双影像相机在同一时刻观看钻杆表面某偏移点P，分别使用左右影像相机获取P点 的图像，它们的图像坐标分别为?1=(&，￥1)，？,=村。￥,)，当两影像相机的图像平面在同一 个平面上，则偏移点P的图像坐标的Y坐标相同刷Yleft = Yright = Y，由透视变换原理得到：
[0086]
[0087] 则时差为：Disparity = IXief 广 XrightI =Xief 广 Xright;
[0088] 由此计算出钻杆表面偏移点在测量影像模块坐标系下的空间坐标为：
[0089]
[0090] 左影像相机面上的任意一点只要能够在右影像相机像面上找到对应的匹配点，即 二者是空间同一点在左右影像相机上的点，就能够根据双影像相机的固有几何约束确认出 钻杆表面偏移点的空间坐标，此种方法是点对点的运算，图像上所有点只要存在匹配点，就 能够参与上述运算，从而获取钻杆表面偏移点的空间坐标，因而测量效率较高；
[0091 ]钻杆表面偏移点的匹配方法：
[0092] 表观偏移点的匹配是通过图像匹配的方法，寻找出两幅图像中偏移点之间相互的 对应关系，从而确认出同一个偏移点分别在两幅图像中的坐标，偏移图像的匹配需对两幅 表现偏移图像进行特征提取，采用化rris角点提取算法或SUSAN角点提取算法或SIFT特征 点提取算法;在获取图像的坐标时，采用交互识别和自动匹配两种方法，先通过自动匹配方 法进行偏移点的匹配，若匹配不能够达到要求，再使用交互识别的方法进行匹配，对应偏移 点的匹配主要是两幅图像中点、边缘或者区域的几何基元的相似程度，再由同一偏移点分 别投影到两幅图像中形成的对应点的图像坐标，根据钻杆表面偏移的坐标计算方法的数学 模型计算出偏移点的空间坐标；
[0093] 钻杆表面偏移点的评定方法：
[0094] 表面偏移测量首先需要建立一个测量基准面，所求到的偏移就是相对于此基准面 的，运个基准面是空间的，
[00M]如图3所示：利用=维空间中的特征点，根据空间平面的计算公式求得该空间平 面，设空间中立个点的坐标分别为？1化瓜，21)瓜化瓜屈），？3地爪，23)，则空间平面方 程为：
[0096] [ (YiZ2+Y2Z3+Y3Zi)-(Y3Z2+Y2Zi+YiZ3) ]X
[0097] +[(XiZ2+X2Z3+X3Zi)-(X2Z2+X2Z.+XiZ3)]Y
[009引 +[ (XiY2+X2Y3+X3Yi)-(X3Yi+X2Yi+X3Y3) ]Z
[0099] +[ (Xl拉Y3Zi+X3YiZ3)-(X3Y2Zi+X2YiZ3+XiY3Z2) ] =0
[0100] (Y1Z2+Y2Z3+Y3Z1) -(Y3Z2+Y2Z1+Y1Z3) = A
[0101] (X1Z2+X2Z3+X3Z1) -(X2Z2+X2Z. +X1Z3) =B
[0102] 令
[0103] (X1Y2+X2Y3+X3Y1) - (X3Y1+X2Y1+X3Y3) = C
[0104] (XiY2Z3+X2Y3Zi+X3YiZ3)-(X3Y2Zi+X2YiZ3+XiY3Z2)=D
[0105] 则平面方程为 AX+BY+CZ+D = 0，
[0106] 设空间点的坐标为K(Xk，化，Zk)，则空间点到空间平面的距离为：
[0107]
[0108] 由化计算出钻杆表曲偏巧点的信息，在获得空间点在图像中的坐标时，能够计算 出空间点的=维坐标，进而求得空间点的相对位置关系，完成钻杆表面偏移点的评定。
[0109] 所述灌浆中注浆过程连续作业，且采用测键计算浆液高度。
[0110] 在测量放线前需先进行施工准备，施工准备需进行场地布置、机械设备安装调试、 人员上场和材料购置及储备准备工作，所述场地布置需进行钻孔作业场地规划、水池、混凝 ±拌和场地平整，风水电管线布置W及生产、生活用房布置。
[0111] 本发明本发明施工效率高，无泥浆，无振动，错孔稳定性能好，错杆强度高，错杆抗 拔承载力高，解决了现阶段错杆施工方法和工序较为繁琐，错杆强度低，抗拉拔能力弱的问 题。本发明具有双影像相机同步采集、图像显示存储、特征匹配、评定W及提供检测报告的 功能，并具有实时采集、快速处理、操作简单等优点，适于工程结构现场测量。
[0112] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，该土木工程用锚杆施工方法包括以下 步骤： 测量放线:根据锚杆设计间距及围岩层理、节理分布实际情况，确认各锚点位置； 造孔:造孔工序含钻机就位、施钻成孔和清孔三个作业过程，当围护结构基坑开挖到达 锚索钻孔位置时，钻机就位;钻机至预定位置，并将钻机底座垫平，调整钻杆角度，通过钻杆 带动钻头钻入确认的锚点位置;施钻机选用偏心钻跟进护壁套管方式钻进，进行施钻成孔， 成孔中及时捞渣进行取样，并对渣样进行分辨，并及时调整钻进速度;采用空气压缩机风管 清洗，带走锚孔内的残渣； 锚索制作和安装:锚索制作和安装分为下料、除锈、防腐、焊接导向锥、绑扎和入孔六个 作业过程进行； 灌浆:灌浆分制浆和注浆两个作业过程，锚孔内的浆液为水泥砂浆，根据实际需要掺入 适量早强剂，不得混入杂物;注浆采用埋管式注浆，由孔底向上有压一次性灌浆。2. 如权利要求1所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，该土木工程用锚杆施工 方法在灌浆后还需进行紧固头设置，所述紧固头设置包括垫墩预制，垫墩直接在平整场地 上立模预制，同时做混凝土抗压试验，对垫墩还需进行养护。3. 如权利要求1所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，测量放线中确定各锚点 位置的定位精度为:纵横向±10cm〇4. 如权利要求1所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，钻机就位、施钻成孔和 清孔具体方法为： 当围护结构基坑开挖到达锚索钻孔位置时，首先要用钢管和木板搭役施钻作业平台， 钻机就位，钻机钻头定位成孔位置偏差不大于1 Ocm，孔斜误差不超过2 % ; 施钻机选用偏心钻跟进护壁套管方式钻进，钻进过程中观察出灰、出碴和漏风情况，做 好滑动面、错落面所处位置的记录，通过钻杆旋转钻头向前搅拌钻进，当发现钻机钻进困难 时，及时捞渣进行取样，并对渣样进行分辨，同时调整气压以及钻进速度； 清孔:实时观测钻杆垂直度，当钻杆出现偏差时及时进行调整，钻头钻入预定深度后， 观测锚孔内有无地下水，当地下水多时，向锚孔内注入清水，当锚孔无地下水或地下水少 时，采用空气压缩机风管清洗锚孔内的残渣。5. 如权利要求4所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，灌浆中注浆具体方法 为:将注浆管插入锚孔内，通过注浆栗和其连通的注浆管进行注浆，孔底向上有压一次性灌 浆当浆液达到设计高度时，拔出注浆管，浆液与钢筋固化，形成锚杆。6. 权利要求1所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，钻杆旋转过程中，采用垂 直度测量仪装置校核钻杆垂直度，所述垂直度测量仪装置包括测量影像模块、控制器、驱动 丰旲块； 所述测量影像模块用于实时采集钻杆旋转过程中的信息并将信息传输给控制器， 控制器与驱动模块连接，用于接收测量影像模块传输的信息，并对信息进行处理，将处 理后的信息指令给驱动模块； 驱动模块用于执行控制器指令的信息，对钻杆旋转实时状态进行调整； 所述测量影像模块包括双影像相机、支架、双路图像采集卡，双影像相机安装在支架 上，双影像相机通过导线连接到双路图像采集卡上，双路图像采集卡连接控制器。7. 权利要求6所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，测量影像模块的双影像相 机配置方法为： 双影像相机从不同位置交叉摆放观测同一被测钻杆，获取钻杆表面偏移的两幅二维图 像和钻杆表面偏移的空间坐标，首先要确认单个影像相机的视角，然后针对工程应用的实 际情况，设计两个影像相机之间的基线距离与夹角，获取最佳的公共视场； 获得单个影像相机实际检测的视角方法为:使影像相机与一平面垂直，调整影像相机 与钻杆表面的距离，使图像清晰，且让影像相机的光轴指向平面上的十字中心，在十字中心 相互垂直的方向上，放置两个标尺，然后进行拍照，根据图像中的所能够拍摄到的标尺的距 离，计算出影像相机在水平方向和竖直方向上的视角； 最后根据两个影像相机的基线距离、两个影像机的夹角和影像机的视角，计算出测量 影像模块的公共视场。8. 权利要求6所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，钻杆表面偏移的坐标计算 方法： 双影像相机在同一时刻观看钻杆表面某偏移点P，分别使用左右影像相机获取P点的图 像，它们的图像坐标分别为?1=汍，￥1)上=仏4)，当两影像相机的图像平面在同一个平 面上，则偏移点P的图像坐标的Y坐标相同，SPY left = Yright = Y，由透视变换原理得到：贝丨J 时差为:Disparity= |Xieft_Xright| =Xieft_Xright; 由此计算出钻杆表面偏移点在测量影像模块坐标系下的空间坐标为：左影像相机面上的任意一点只要能够在右影像相机像面上找到对应的匹配点，即二者 是空间同一点在左右影像相机上的点，就能够根据双影像相机的固有几何约束确认出钻杆 表面偏移点的空间坐标； 钻杆表面偏移点的匹配方法： 表观偏移点的匹配是通过图像匹配的方法，寻找出两幅图像中偏移点之间相互的对应 关系，从而确认出同一个偏移点分别在两幅图像中的坐标，偏移图像的匹配需对两幅表现 偏移图像进行特征提取，采用Harris角点提取算法或SUSAN角点提取算法或SIFT特征点提 取算法;在获取图像的坐标时，采用交互识别和自动匹配两种方法，先通过自动匹配方法进 行偏移点的匹配，若匹配不能够达到要求，再使用交互识别的方法进行匹配，对应偏移点的 匹配主要是两幅图像中点、边缘或者区域的几何基元的相似程度，再由同一偏移点分别投 影到两幅图像中形成的对应点的图像坐标，根据钻杆表面偏移的坐标计算方法的数学模型 计算出偏移点的空间坐标； 钻杆表面偏移点的评定方法： 表面偏移测量首先需要建立一个测量基准面，所求到的偏移就是相对于此基准面的， 这个基准面是空间的，利用三维空间中的特征点，根据空间平面的计算公式求得该空间平 面，设空间中三个点的坐标分别为？1仏，￥ 1，21)，？2%，￥2,22)，？ 3%，￥3,23)，则空间平面方 程为： [(YlZ2+Y2Z3+Y3Zl)-(Y3Z2+Y2Zl+YlZ3) ]X + [ (X1Z2+X2Z3+X3Z1) - (X2Z2+X2Z. +X1Z3) ] Y + [ (X1Y2+X2Y3+X3Y1) - (X3Y1+X2Y1+X3Y3) ] z + [ (XiX2Y3Zi+X3YiZ3)-(X3Y2Zi+X2YiZ3+XiY3Z2) ] =0 (YlZ2+Y2Z3+Y3Zl)-(Y3Z2+Y2Zl+YlZ3)=A (X1Z2+X2Z3+X3Z1) - (X2Z2+X2Z. +X1Z3) = B 令 (X1Y2+X2Y3+X3Y1) - (X3Y1+X2Y1+X3Y3) = c (XiY2Z3+X2Y3Zi+X3YiZ3)-(X3Y2Zi+X2YiZ3+XiY3Z2)=D 则平面方程为AX+BY+CZ+D = 0， 设空间点的坐标为1(〇1{，￥1{，21〇，则空间点到空间平面的距离为 ：由此计算出钻杆表面偏移点的信息，在获得空间点在图像中的坐标时，能够计算出空 间点的三维坐标，进而求得空间点的相对位置关系，完成钻杆表面偏移点的评定。9.如权利要求1所述的土木工程用锚杆施工方法，其特征在于，灌浆中注浆过程连续作 业，且采用测锤计算浆液高度。
【文档编号】E02D5/74GK106049492SQ201610383932
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】刘程鹏, 蒋君
【申请人】贵州师范大学