用於地質測繪的數位相機操作平臺的製作方法

2023-10-09 20:53:24

專利名稱：用於地質測繪的數位相機操作平臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於地質測繪的數位相機操作平臺，與三腳架配合來控制 數位相機的拍攝方位，在地下洞室、基坑邊坡、高陡(巖質)邊坡和相近工程 場地進行工程地質測繪，涉及到水利、水電、交通、礦山等多個行業。
背景技術：
工程地質測繪是指採用搜集資料、調査訪問、地質測量、遙感解譯等方法， 查明場地的工程地質要素，並繪製相應的工程地質圖件。其中遙感是一種遠離 目標，通過非直接接觸來判定、測量並分析目標性質的技術，而地面數碼遙感 則是以三腳架上架設方位控制裝置作為平臺，以普通數位相機作為傳感器，通 過光學攝影方式在地面站點獲得被探測目標的圖像和數據。該方法具有設備簡 單、操作迅速、成果適用、性價比高等優點，常被應用到場地條件、施工條件 和地質測繪要求比較特殊的工程中。例如，在我國西部的一些深切河谷地形中， 巖石邊坡高陡，地表植被和土層覆蓋較少，地質工程師又很難到達實地進行資 料搜集和地質測量等工作，因此在地面運用數碼遙感技術獲取有關地質信息是 最佳的手段之一。以普通數位相機作為傳感器拍攝巖石邊坡或洞壁表面時，需 要合理控制數位相機連續拍攝的角度，並使拍攝的圖像之間有一定的重疊範圍， 以便能夠在計算機中進行拼接處理，從而建立被拍攝地形和地質對象的三維仿 真模型。目前，直接利用三腳架和雲臺等攝影器材不能準確有效控制相機的方 位，並且已有的數碼攝影編錄儀雖能精確控制拍攝方向，但是旋轉的角度過於 自由。這兩類設備都無法固定數位相機鏡頭的中心位置，也不能夠使相機在連 續拍攝圖像過程中按照規定的旋轉角度確定方向，容易造成拍攝的圖像沒有合 理的重疊範圍，或者不能夠被計算機有效處理，從而無法準確、清晰地建立被 拍攝地形和地質對象的三維影像模型。這種情況一旦出現，就需要返工作業，更為嚴重的是在施工場地巖石表面有可能已經被混凝土覆蓋，補救措施將無法 進行。發明內容本發明要解決的技術問題是針對上述存在的問題提供一種結構簡單、攜 帶和使用方便、場地適應性強的用於地質測繪的數位相機操作平臺，能夠固定 相機鏡頭的中心位置，從而有效控制相機的拍攝角度，確保現場拍攝圖像符合 計算機後續處理的要求，提高現場作業的效率。本發明所採用的技術方案是用於地質測繪的數位相機操作平臺，具有圓 柱形底座，其上通過水平轉軸固定U形支架，底座下方圓周上均勻制有一組卡 扣，其特徵在於所述支架兩端上部通過垂直轉軸固定U形相機託盤，支架外 側通過垂直轉軸固定彈力鋼片，該彈力鋼片另一端連接垂直轉角控制觸頭，該 垂直轉角控制觸頭穿過支架並頂住相機託盤，並與相機託盤上的弧形垂直轉角 控制卡槽相配合，所述底座表面制有一圈圓形水平轉角控制卡槽，支架底部對 稱布置兩個與水平轉角控制卡槽相配合的水平轉角控制觸頭，所述相機託盤後 側邊緣處的中心設有一顆穿透的相機固定螺絲。所述水平轉角控制卡槽和垂直轉角控制卡槽內均勻設置一組凹陷觸點。所述相機託盤上設有防滑軟墊，以增加相機與託盤之間的摩擦力，防止相 機在託盤上發生位移。所述水平轉軸和兩個垂直轉軸位於同一豎直平面上，水平轉軸的中心延長 線交於兩垂直轉軸中心連線的中點，且裝配後數位相機鏡頭中心與該交點基本 重合。本發明的有益效果是本發明中水平轉角控制卡槽和垂直轉角控制卡槽內 均勻設置一組凹陷觸點，拍攝過程中可以精確控制相機旋轉的角度，同時由於 數位相機鏡頭中心始終位於垂直轉軸中心連線的中心點上，不僅可以使得拍攝 的各個圖像有合理的重疊範圍，保證了現場連續拍攝圖像的有效性，而且大大 提高了作業效率，避免了返工或者不可補救的失誤；本發明場地適應性強，可用於地下洞室、開挖基坑、高陡邊坡和條件相近的工程場地，打破了以往類似 裝置只能用於地下洞室的局限；此外，本發明的結構設計合理，不僅製造工藝 簡單、拆裝方便、易於檢修，而且操作方便、便於攜帶，定位準確，值得廣泛 的推廣應用。


圖l是本發明的立體圖。 圖2是本發明的側視圖。 圖3是本發明的主視圖。 圖4是本發明的俯視圖。
具體實施方式
如圖1至圖4所示，本實施例具有圓柱形底座2，其上通過水平轉軸5固 定U形支架6，底座2下方圓周上均勻制有一組卡扣1，可以牢固的與放置在 地面站點的三腳架固定連接。所述支架6兩端上部通過兩個同軸布置的垂直轉 軸12固定U形相機託盤8，整個相機託盤8內嵌在支架6內，支架6外側通過 垂直轉軸12固定彈力鋼片11，該彈力鋼片另一端連接垂直轉角控制觸頭10， 利用彈力鋼片11的彈力使該垂直轉角控制觸頭10穿過支架6上預留的小孔頂 住相機託盤8，並與相機託盤8上的弧形垂直轉角控制卡槽9相配合；所述底 座2表面制有一圈圓形水平轉角控制卡槽3，支架6底部對稱布置兩個與水平 轉角控制卡槽3相配合的水平轉角控制觸頭4;所述相機託盤8後側邊緣處的 中心設有一顆穿透的相機固定螺絲7，用於固定相機。所述相機託盤8上設有 防滑軟墊，以增加相機與相機託盤8之間的摩擦力，防止相機在相機託盤8上 發生位移，影響拍攝結果。所述水平轉角控制卡槽3和垂直轉角控制卡槽9內均勻設置一組凹陷觸點， 分別與水平轉角控制觸頭4和垂直轉角控制觸頭IO相對應，並且相鄰兩個凹陷 觸點之間夾角的大小可根據實際應用情況確定，利用凹陷觸點的間距來精確控 制相機旋轉的角度。在調整相機水平方向上的拍攝角度時，支架6的旋轉會帶動兩端底部的水平轉角控制觸頭4緊貼底座2表面上的水平轉角控制卡槽3滑 動，當水平轉角控制觸頭4滑到水平轉角控制卡槽3內的凹陷觸點時，因二者 緊密接觸而使支架6被相對固定，此時若相機在水平方向拍攝角度達到要求， 則可繼續調整相機豎直方向上的拍攝角度；若此時仍未達到水平方向的拍攝角 度，則繼續旋轉支架，使其在水平方向上的拍攝角度達到要求。同理，在調整 相機水平方向上的拍攝角度時，相機託盤8轉動必帶動一側的垂直轉角控制卡 槽9以垂直轉軸12為中心旋轉，當彈力鋼片11未固端的垂直轉角控制觸頭10 遇到垂直轉角控制卡槽9內的凹陷觸點時，因二者緊密接觸而使相機託盤8被 相對固定，若相機在豎直方向拍攝角度達到要求，即可進行拍攝；若此時仍未 達到豎直方向的拍攝角度，則繼續旋轉相機託盤8，使其在豎直方向上的拍攝 角度達到要求。這種結構較之現有技術中旋轉角度過於自由的情況，能夠精確 控制相機旋轉的角度，使得拍攝的圖像之間有一定的重疊範圍。所述水平轉軸5和兩個垂直轉軸12位於同一豎直平面上，水平轉軸5的中 心延長線交於兩垂直轉軸12中心連線的中點，且裝配後數位相機鏡頭中心與該 交點基本重合。因相機本身型號的不同導致相機鏡頭中心與兩垂直轉軸12中心 連線的中點所存在的較小位差可忽略。這種結構保證了在水平方向和豎直方向 上調整拍攝角度都不會改變相機鏡頭中心的空間位置，從而保證了現場連續拍 攝圖像的有效性，提高了作業效率。根據水平轉角控制卡槽3和垂直轉角控制卡槽9內凹陷觸點分布間距所確 定的轉角大小， 一般可以將本發明定製成適合相機鏡頭焦距為20mm、 50mm、 100mm的三種規格，分別滿足地下洞室、開挖基坑、高陡(巖質)邊坡和類似 場地的數碼遙感地質測繪要求。不同規格的轉角控制要求最佳方案如下鏡頭焦距(mm) 水平轉角(度) 垂直轉角(度)20 33.59 43.3550 15.84 18.89100 8.16 9.58
權利要求
1、一種用於地質測繪的數位相機操作平臺，具有圓柱形底座(2)，其上通過水平轉軸(5)固定U形支架(6)，底座(2)下方圓周上均勻制有一組卡扣(1)，其特徵在於所述支架(6)兩端上部通過垂直轉軸(12)固定U形相機託盤(8)，支架(6)外側通過垂直轉軸(12)固定彈力鋼片(11)，該彈力鋼片另一端連接垂直轉角控制觸頭(10)，該垂直轉角控制觸頭(10)穿過支架(6)並頂住相機託盤(8)，並與相機託盤(8)上的弧形垂直轉角控制卡槽(9)相配合，所述底座(2)表面制有一圈圓形水平轉角控制卡槽(3)，支架(6)底部對稱布置兩個與水平轉角控制卡槽(3)相配合的水平轉角控制觸頭(4)，所述相機託盤(8)後側邊緣處的中心設有一顆穿透的相機固定螺絲(7)。
2、 根據權利要求1所述的用於地質測繪的數位相機操作平臺，其特徵在於 所述水平轉角控制卡槽(3)和垂直轉角控制卡槽(9)內均勻設置一組凹陷觸 佔。
3、 根據權利要求1或2所述的用於地質測繪的數位相機操作平臺，其特徵 在於所述相機託盤(8)上設有防滑軟墊。
4、 根據權利要求1或2所述的用於地質測繪的數位相機操作平臺，其特徵 在於所述水平轉軸(5)和兩個垂直轉軸(12)位於同一豎直平面上，水平轉 軸(5)的中心延長線交於兩垂直轉軸(12)中心連線的中點，且裝配後數位相機鏡頭中心與該交點基本重合。
5、 根據權利要求3所述的用於地質測繪的數位相機操作平臺，其特徵在於 所述水平轉軸(5)和兩個垂直轉軸(12)位於同一豎直平面上，水平轉軸(5) 的中心延長線交於兩垂直轉軸(12)中心連線的中點，且裝配後數位相機鏡頭 中心與該交點基本重合。
全文摘要
本發明涉及一種用於地質測繪的數位相機操作平臺。本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、攜帶和使用方便、場地適應性強的用於地質測繪的數位相機操作平臺。解決該問題的技術方案是所述支架兩端上部通過垂直轉軸固定U形相機託盤，支架外側通過垂直轉軸固定彈力鋼片，該彈力鋼片另一端連接垂直轉角控制觸頭，該垂直轉角控制觸頭穿過支架並頂住相機託盤，並與相機託盤上的弧形垂直轉角控制卡槽相配合，所述底座表面制有一圈圓形水平轉角控制卡槽，支架底部對稱布置兩個與水平轉角控制卡槽相配合的水平轉角控制觸頭，所述相機託盤後側邊緣處的中心設有一顆穿透的相機固定螺絲。本發明可用於水利、水電、交通、礦山等多個行業。
文檔編號G01C11/00GK101334279SQ20081006347
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月5日 優先權日2008年8月5日
發明者單治鋼, 王國光, 賈海波 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院