7 摄影测量在煤矿安全预警中的应用.PDFVIP

维普资讯 2008年第3期 中州煤炭 第 153期 摄影测量在煤矿安全预警中的应用 韩斯超 (郑州市一 中，河南 郑州 450007) 摘要 ：随着我国煤矿开采深度 的增加 ，煤与瓦斯突出、冲击地压等灾害威胁也随之加剧 ，开展煤矿安全预警的 研 究工作十分紧迫 。数字摄影测量具有精度高 、非接触和便携 的优点，将该技术应用于煤矿巷道 的三维建 模 ，对巷道变形进行监测 ，对于煤矿的安全预警具有重要的现实意义。 关键词 ：安全预警；摄影测量；编码标志；煤矿安全 ；管理系统 中图分类号：TD175．7 文献标识码 ：B 文章编号：1003—0506《2008)03—0047一O1 像片上的5对同名像点即可解得相对定 向的5个定 1 研究背景 向参数。立体像对经相对定向所建立的立体模型是 随着矿井开采深度 的增加 ，瓦斯 、冲击地压 、水 以像空间辅助坐标系为基准的，比例尺是任意的，要 灾、热害等隐患的治理难度增大。实践证明，任何事 想获取待定点的物方空间坐标还需要绝对定向。 故的发生、发展都有征兆出现 ，即安全状态信息。安 借助于物空间坐标 已知的控制点来确定像空间 全状态信息大多数是可观测 的，有些还是可控 的。 辅助坐标系和地面坐标系之间的变换关系，称为空 因此 ，加强监测监控 、建立煤矿安全预警管理系统具 间模型的绝对定向。绝对定向通常采用7参数模 型 有重要的现实意义 ，同时能带来明显的社会、经济效 (X。，Yo，Z。，，0，，)，其中(X。，y0，Z。)为3个平移 益 。 参数 ，( ，0，)为3个分别绕 ，l，，z旋转 的角度参 数字近景摄影测量具有精度高 、非接触测量和 数 ，为尺度 因子 ，R 为 由角度参数组成 的旋转矩 便携等特点，该技术在煤矿安全预警 中将具有广 阔 阵。设 (X ，Yc，Z)为某点 的物方空间坐标 ，(X，Y， 的发展空间。 z)为该点的像空间辅助坐标系中的坐标 ，则它们有 如式 (1)的关系。只要利用 3个控制点的物方空间 2 摄影测量基本原理 坐标和计算所得的像空间辅助坐标 ，就可解得 7个 数字近景摄影测量是通过在不同的位置和方向 参数。这样 ，通过绝对定向，所有模型中的坐标都可 获取 同一物体的2幅以上 的数字图像 ，经计算机图 以转换得到其物方空间坐标。 像匹配等处理及相关数学计算后得到待测点精确的 l] 『] 三维坐标 。由 1台或 2台摄像机在不 同的位置 (摄 l，l=ly0I+Rll，I (1) 站)对同一物体进 行拍摄 ，获取被测 目标 的2幅不 LZ J LZJ LZJ 同角度的像片，称作立体像对 (模型)。物方点 P在 3 煤矿巷道 中摄影测量的具体实施 像片 1和像片 2上 的成像分别为 P 和P：，P 和P： 称为相应像点，也称 同名像点。立体像对经过相对 由于煤矿巷道属于长廊型结构，在实际作业中 定向和绝对定 向，就可以由同名像点坐标解算出对 需要处理的不仅仅是一个独立 的单元模型，而是要 应的物方点在真实空间中的坐标。相对定 向就是