本發(fā)明屬于地質(zhì)勘探，涉及一種自動化采集設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在水利水電工程及地礦等領(lǐng)域，巖心為根據(jù)地質(zhì)勘查工作和工程的需要,使用環(huán)狀鉆頭及其他取心工具,從孔內(nèi)取出的圓柱狀巖石樣品。完成巖心的采集之后，需要將巖心運輸至巖心庫儲存起來，在工程物探、水文地質(zhì)、礦產(chǎn)勘察等等工程勘察工作中積累了大量的實物巖心，該巖心存儲為實物存儲，實物巖心的保存及搬運非常不便，不僅占用大量的空間，而且隨著時間的推移和多次搬動，實物巖心還有逐漸損壞的風險。

2、近年來，隨著三維激光掃描、bim建模、實景建模等數(shù)字化技術(shù)的興起和發(fā)展，基于近景攝影測量技術(shù)的數(shù)字巖心三維實景建模方法，為巖心存儲和管理提供了全新的方法。但是由于實物巖心直徑小，巖心難以固定，且?guī)r心固定后被遮擋部分亦不能參與拍攝及建模，導(dǎo)致巖心斷面數(shù)據(jù)采集困難。經(jīng)調(diào)研，目前基于三維實景建模技術(shù)的巖心三維實景采集設(shè)備，雖然可以采集巖心柱狀數(shù)據(jù)，但未實現(xiàn)巖心斷面數(shù)據(jù)的采集。此外實景建模對于照片采集要求較高，通常實景建模要求重疊率大于65％以上，巖心同一位置不同拍攝點的間隔相鄰角度<20°，巖心拍攝重疊度及角度難以控制，傳統(tǒng)的拍攝方式難以拍攝符合建模條件的照片，導(dǎo)致巖心三維實景建模速度慢、成功率低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中所述的巖心斷面數(shù)據(jù)采集困難、巖心拍攝重疊度及角度難以控制、巖心三維實景建模速度慢和成功率低的問題，本發(fā)明提供一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案包括相機架、轉(zhuǎn)動座和多根平行設(shè)置的滾筒；所述相機架為水平放置的u形架結(jié)構(gòu)，相機架的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多個相機，所述相機架的底部設(shè)置有支撐結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)動座設(shè)置于相機架的內(nèi)部，轉(zhuǎn)動座的端部與支撐結(jié)構(gòu)固定連接；所述滾筒設(shè)置于轉(zhuǎn)動座上，用于放置并旋轉(zhuǎn)巖心。本發(fā)明u形架結(jié)構(gòu)的相機架上的相機能覆蓋巖心柱面及斷面，將巖心放置于可旋轉(zhuǎn)滾筒上，通過滾筒自動旋轉(zhuǎn)巖心并進行360度全方位無死角拍攝，保證建模需要的巖心照片重疊度及角度，可以實現(xiàn)巖心同一位置不同拍攝點的間隔相鄰角度<20°，相鄰照片重疊率大于65％以上，而后將照片處理并上傳到計算機三維實景建模軟件中進行巖心三維實景建模。

3、進一步地，所述相機架的相機的外側(cè)設(shè)置有視窗橡膠塞；所述相機架的內(nèi)側(cè)壁為勻光板，所述勻光板的內(nèi)壁設(shè)置有補光燈。設(shè)備設(shè)置的補光燈和勻光板，通過調(diào)整補光燈的色溫及亮度，以進一步保證拍攝效果。

4、進一步地，所述相機架包括橫架、連接板、角形架、延伸板、橫架支撐腳；所述橫架和角形架的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多個相機，所述橫架的兩端均通過連接板與角形架的一端連接并構(gòu)成u形架結(jié)構(gòu)；所述橫架兩端的底部設(shè)置有橫架支撐腳，所述橫架支撐腳的底部與延伸板的一端固定連接，所述延伸板的另一端與轉(zhuǎn)動座的端部固定連接；所述角形架兩個外露端部的底部設(shè)置有支撐結(jié)構(gòu)，所述角形架能沿著橫架的長度方向調(diào)整移動。相機可根據(jù)巖心長度不同控制開關(guān)，減少拍攝數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)干擾?？梢苿拥慕切渭艿脑O(shè)置，使得設(shè)備上能夠放置不同長度的巖心，從而使得不同長度的巖心放置時巖心斷面與角形架上的相機保持固定距離，能夠準確對焦；相機可自主開關(guān)，根據(jù)不同長度的巖心，關(guān)閉角形架上拍攝不到此巖心的相機，從而剔除冗余數(shù)據(jù)減少數(shù)據(jù)量。

5、更進一步地，所述橫架之上設(shè)置有調(diào)整板，所述調(diào)整板設(shè)置有貫穿的多個螺絲孔，所述橫架的頂部設(shè)置有與調(diào)整板的螺絲孔對應(yīng)的螺絲孔，所述連接板的一頭插設(shè)于橫架與調(diào)整板之間并通過手擰螺絲與橫架和調(diào)整板配合連接；所述角形架兩個外露端部的底部分別設(shè)置有移動支撐腳和固定支撐腳，所述移動支撐腳的底部設(shè)置有滾筒。調(diào)整板和移動支撐腳的設(shè)置，更加便于調(diào)整左右角形架及相機的距離。

6、更進一步地，所述角形架的底部固定有交換機，所述交換機的側(cè)面與固定支撐腳貼合。通過交換機可以使得本發(fā)明的自動化采集設(shè)備可以直接連接到其他設(shè)備如計算機。

7、更進一步地，所述固定支撐腳上方的角形架外露端部設(shè)置有相機及光源供電輸入端口、網(wǎng)口座以及交換機供電輸入端口，所述橫架上設(shè)置有相機開關(guān)；所述橫架和角形架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有線纜。本發(fā)明的自動化采集設(shè)備通過交換機和網(wǎng)口座，利用網(wǎng)線可直接連接計算機，通過計算機控制自動化采集設(shè)備的運行，相機拍攝的照片也可通過網(wǎng)線自動傳輸至計算機。

8、更進一步地，所述轉(zhuǎn)動座包括底板和頂板；所述底板的兩端和頂板的兩端通過端部支撐臺固定連接，所述底板的中部和頂板的中部通過中部支撐臺固定連接；所述頂板一端的頂部設(shè)置有端部轉(zhuǎn)動連接座，頂板另一端的頂部設(shè)置有轉(zhuǎn)動支撐座，頂板中部的頂部設(shè)置有中部轉(zhuǎn)動連接座；所述轉(zhuǎn)動支撐座、中部轉(zhuǎn)動連接座和端部轉(zhuǎn)動連接座連接滾筒。

9、更進一步地，所述滾筒包括從動輥和驅(qū)動機構(gòu)；所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機、主動齒輪和從動齒輪，所述電機設(shè)置在底板上，所述電機設(shè)置在底板上，電機的動力輸出端與主動齒輪連接，所述主動齒輪和從動齒輪設(shè)置于轉(zhuǎn)動支撐座下方的端部支撐臺內(nèi)，主動齒輪和從動齒輪相互嚙合，所述從動齒輪與從動輥嚙合連接并驅(qū)動從動輥旋轉(zhuǎn)。

10、更進一步地，所述轉(zhuǎn)動座的底板上設(shè)置有控制板和電源；所述端部轉(zhuǎn)動連接座下方的端部支撐臺側(cè)面設(shè)置有電機控制端口、交換機供電輸出端口、相機及光源供電輸出端口、電源輸入端口以及補光燈亮度調(diào)節(jié)開關(guān)。

11、更進一步地，本發(fā)明的技術(shù)方案還包括遮光罩，所述遮光罩設(shè)置有活動窗。遮光罩一方面避免環(huán)境光干擾，均勻光線起到柔光作用，另一方面背景單一突出巖心主體，方便后續(xù)建模時圖像背景摳圖處理，此外從而提高了后續(xù)圖像處理效率，活動窗的設(shè)置不僅可以方便放置巖心，也可以隨時打開方便觀察箱內(nèi)拍攝進度。

12、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，巖心放置于轉(zhuǎn)動座的可旋轉(zhuǎn)滾筒上，u形架結(jié)構(gòu)的相機架上的多個相機能覆蓋巖心柱面及斷面，通過滾筒自動旋轉(zhuǎn)巖心能進行360度全方位無死角拍攝，保證建模需要的巖心照片重疊度及角度，而后將照片導(dǎo)入到計算機三維實景建模軟件中進行巖心三維實景建模；另外，多根平行設(shè)置的滾筒使得設(shè)備能夠放置直徑不同的巖心，從而可以根據(jù)巖心的直徑，選擇合適的放置位置，使相機與不同直徑的巖心之間的距離保持一致，以保證相機定焦鏡頭影像不跑焦，進而獲取到高清晰度高精度的實景模型。本發(fā)明的自動化采集設(shè)備可一次性、快速并完整采集到實物巖心柱面及斷面的全方位無死角的多視角照片，不僅大大縮短照片的采集時間及后續(xù)巖心三維實景建模時間，還提高了巖心拍攝及建模效率及成功率。

技術(shù)特征：

1.一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：包括相機架(1)、轉(zhuǎn)動座(11)和多根平行設(shè)置的滾筒(14)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述相機架(1)上的相機(4)的外側(cè)設(shè)置有視窗橡膠塞(3)；所述相機架(1)的內(nèi)側(cè)壁為勻光板(2)，所述勻光板(2)的內(nèi)壁設(shè)置有補光燈(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述相機架(1)包括橫架(1.1)、連接板(1.3)、角形架(1.4)、延伸板(1.8)、橫架支撐腳(1.9)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述橫架(1.1)之上設(shè)置有調(diào)整板(1.2)，所述調(diào)整板(1.2)設(shè)置有貫穿的多個螺絲孔，所述橫架(1.1)的頂部設(shè)置有與調(diào)整板(1.2)的螺絲孔對應(yīng)的螺絲孔，所述連接板(1.3)的一頭插設(shè)于橫架(1.1)與調(diào)整板(1.2)之間并通過手擰螺絲(1.10)與橫架(1.1)和調(diào)整板(1.2)配合連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述角形架(1.4)的底部固定有交換機(9)，所述交換機(9)的側(cè)面與固定支撐腳(1.7)貼合。

6.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述固定支撐腳(1.7)上方的角形架(1.4)外露端部設(shè)置有相機及光源供電輸入端口(6)、網(wǎng)口座(7)以及交換機供電輸入端口(8)，所述橫架(1.1)上設(shè)置有相機開關(guān)(18)；所述橫架(1.1)和角形架(1.4)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有線纜(20)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動座(11)包括底板(11.1)和頂板(11.3)；所述底板(11.1)的兩端和頂板(11.3)的兩端通過端部支撐臺(11.2)固定連接，所述底板(11.1)的中部和頂板(11.3)的中部通過中部支撐臺(11.5)固定連接；所述頂板(11.3)一端的頂部設(shè)置有端部轉(zhuǎn)動連接座(11.4)，頂板(11.3)另一端的頂部設(shè)置有轉(zhuǎn)動支撐座(11.7)，頂板(11.3)中部的頂部設(shè)置有中部轉(zhuǎn)動連接座(11.6)；所述轉(zhuǎn)動支撐座(11.7)、中部轉(zhuǎn)動連接座(11.6)和端部轉(zhuǎn)動連接座(11.4)連接滾筒(14)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述滾筒(14)包括從動輥(14.1)和驅(qū)動機構(gòu)；所述驅(qū)動機構(gòu)包括電機(14.2)、主動齒輪(14.3)和從動齒輪(14.4)，所述電機(14.2)設(shè)置在底板上，所述電機(14.2)設(shè)置在底板上，電機(14.2)的動力輸出端與主動齒輪(14.3)連接，所述主動齒輪(14.3)和從動齒輪(14.4)設(shè)置于轉(zhuǎn)動支撐座(11.7)下方的端部支撐臺(11.2)內(nèi)，主動齒輪(14.3)和從動齒輪(14.4)相互嚙合，所述從動齒輪(14.4)與從動輥(14.1)嚙合連接并驅(qū)動從動輥(14.1)旋轉(zhuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動座(11)的底板(11.1)上設(shè)置有控制板(10)和電源(12)；所述端部轉(zhuǎn)動連接座(11.4)下方的端部支撐臺(11.2)側(cè)面設(shè)置有電機控制端口(13)、交換機供電輸出端口(15)、相機及光源供電輸出端口(16)、電源輸入端口(17)以及補光燈亮度調(diào)節(jié)開關(guān)(19)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，其特征在于：還包括遮光罩(21)，所述遮光罩(21)設(shè)置有活動窗(21.1)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種一種巖心三維實景的自動化采集設(shè)備，巖心放置于轉(zhuǎn)動座的可旋轉(zhuǎn)滾筒上，U形架結(jié)構(gòu)的相機架上的相機能覆蓋巖心柱面及斷面，通過滾筒自動旋轉(zhuǎn)巖心能進行360度全方位無死角拍攝，保證建模需要的巖心照片重疊度及角度，而后將照片導(dǎo)入到計算機三維實景建模軟件中進行巖心三維實景建模；另外，多根平行設(shè)置的滾筒使得設(shè)備能夠放置直徑不同的巖心。本發(fā)明的自動化采集設(shè)備可一次性、快速并完整采集到實物巖心柱面及斷面的全方位無死角的多視角照片，大大縮短照片的采集時間及后續(xù)巖心三維實景建模時間，提高了巖心拍攝及建模效率及成功率，獲取的三維實景模型反映巖心的真實紋理和幾何形態(tài)，大幅度提高了工程巖心管理水平及數(shù)字化水平。

技術(shù)研發(fā)人員：朱志宏,康雙雙,郭小虎,劉聰元,陸勝軍,甘霖
受保護的技術(shù)使用者：長江三峽勘測研究院有限公司（武漢）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19