[发明专利]一种基于近景摄影测量技术的井架变形监测方法

权利要求书

1.一种基于近景摄影测量技术的井架变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在井塔的顶部、外表面及内表面均设置标靶纸和标靶球；

步骤2：无人机上搭载光栅三维扫描仪和摄像机，无人机对井塔的顶部、外表面和内表面进行数据采集；

步骤3：采集到的数据进行存储和数据处理，形成井架三维点云数据模型；

步骤4：重复步骤2和步骤3，将后续建立的井架三维点云数据模型与第一次建立的进行对比分析，监测井架发生的形变量。

2.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量技术的井架变形监测方法，其特征在于，标靶纸和标靶球离散的分布在井塔的顶部、外表面及内表面。

3.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量技术的井架变形监测方法，其特征在于，步骤2具体包括：无人机自上而下贴近井塔并环绕的对井塔的顶部和外表面进行点云数据采集，之后无人机进入井塔内部，自下而上的对井塔内表面进行点云数据采集。

4.根据权利要求1所述的一种基于近景摄影测量技术的井架变形监测方法，其特征在于，步骤3的数据处理为进行点云数据拼接，具体包括：

步骤3.1：多视点云同步粗配准算法；

同步粗配准算法同时实现所有点云之间的配准，首先选择一幅点云作为连接图的根节点，并将其它点云与该节点上的点云进行配准，从而将能配准上的点云作为该节点的子节点加入到连接图中，连接图算法构建多个子图，最后将子图连接起来构成超图，完成多视点云粗配准；

步骤3.2：多视点云精配准算法；

精配准算法是对粗配准结果做进一步优化以减少所有点云之间总的配准误差，并将配准误差均匀分布到各幅点云上；

将所有点云对应点之间的欧氏距离加权平方和作为优化函数，并采用梯度下降法迭代求解最优的刚性变换关系，多视点云精配准算法将多视点云配准过程类比于多弹簧系统的平衡过程，将两幅点云之间的对应点集当作一个弹簧，采用刚体力学对弹簧系统进行分析，从而在系统平衡点位置和方向求解过程中实现了点云变换关系最优化；

步骤3.3：将精配准的点云与地面控制点坐标进行统一，建立一个标准的完整的井架三维点云数据模型。