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专利号: 2020103221622
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种巷道全断面变形实时监测的方法,其特征在于:使用基于数字摄像技术的巷道全断面变形实时监测装置,所述装置包括高精度数字相机(1)、安装架和计算机(9),其特征是:所述安装架由安装横梁(2)和中轴(3)构成,所述安装横梁(2)的中部通过球铰(4)与中轴(3)的顶端铰接,安装横梁(2)上设移动底座(7),高精度数字相机(1)安装在移动底座(7)上,安装横梁(2)上固定有测水平角的电子倾角传感器A(5),高精度数字相机(1)上固定有测垂直角的电子倾角传感器B(6),中轴(3)底部内部设有处理器(8),所述高精度数字相机、电子倾角传感器A、电子倾角传感器B和球铰均连接处理器(8),处理器(8)连接计算机(9);

所述计算机安装有三维光学散斑系统;

其步骤如下:

a.在巷道段内选择n个断面,在断面上设置断面标志;

b.在每个断面的中间区域进行喷漆散斑处理;

c.根据巷道的轴线位置确定在巷道顶板安装中轴的初步位置,用激光测距仪及其倾角传感器具体确定中轴的位置,将中轴安装至巷道顶板;

d.通过电子倾角传感器A、电子倾角传感器B的数据,计算机进行处理分析,将高精度数字相机朝向被检测巷道段,通过球铰转动使高精度数字相机的主光轴垂直于被监测的断面,与巷道轴向平行;

e.计算机记录高精度数字相机的初始位置,随时调节中轴的伸缩长度以及移动底座的位置,使高精度数字相机轴线位置保持不变;

f.打开计算机中的三维光学散斑系统,调节高精度数字相机参数,显示被检测巷道段的图像,在测量开始前,用标尺测量出i号断面与j号断面之间的距离Li,j,此时计算机数字图像上显示的i号断面与j号断面的距离li,j,得到二维比例系数ki,j,即每个像素的真实尺寸,i=1,2,……,(n‑i),j=i+1;测量开始;

g.测量开始后,三维光学散斑系统自动对被检测巷道段的图像进行实时分析和处理,得到巷道任意一个监测断面的坐标变化、位移、应变一系列变形信息,并用二维彩色视图的形式将结果可视化显示,并显示出检测断面变形的方向、变形场的等势线、应变方向;

h.随着巷道的变形,高精度数字相机的位置会发生变化,重复步骤d g,计算机系统实~

时自动调节高精度数字相机位置,使高精度数字相机轴线始终保持不变,实现在一个检测点实时检测巷道变形。