CN114895367A - 岩体产状信息测量方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种岩体产状信息测量方法。该方法包括：根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点；通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系；根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息；三维坐标系为以多个测量设备中任意一个测量设备位置为原点的坐标系；根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。采用本方法能够减少节理岩体的结构面信息和节理信息的测量结果误差。
Description
技术领域
本申请涉及地质测量技术领域，特别是涉及一种岩体产状信息测量方法。
背景技术
随着自动化技术的不断发展，边坡工程、隧道工程以及地下空间的开发与施工也正在朝着自动化、智能化的方向发展。其中，工程施工阶段可能使岩体产生裂缝，导致地质灾害的发生，发生地质灾害的主要原因是岩体结构损伤、岩层产状与开挖方向之间的关系、裂隙水动力学行为以及水岩相互作用等。因此，对于节理岩体的结构面信息和节理信息的采集和分析，对于工程施工的安全具有重要意义。
相关技术中，一方面是多个地质人员使用地质罗盘，通过人工的方式对节理岩体的结构面信息和节理信息进行测量。另一方面是利用三维激光扫描仪采集节理岩体的三维结构信息，通过对该三维结构信息的分析，得到节理岩体的结构面信息和节理信息进行测量。但是，相关技术的方法对节理岩体的结构面信息和节理信息的测量结果误差较大。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减少节理岩体的结构面信息和节理信息的测量结果误差的岩体产状信息测量方法。
第一方面，本申请提供了一种岩体产状信息测量方法，该方法包括：
根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点；
通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系；
根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息；三维坐标系为以多个测量设备中任意一个测量设备位置为原点的坐标系；
根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。
在其中一个实施例中，目标岩体包括结构面和节理，确定目标岩体上的多个测量点包括：
根据预设顺序，从结构面上选取三个不共线的点，得到结构面上的三个结构面测量点；并从节理上选取上下端点和左右端点，得到节理上的四个节理测量点；上下端点的连线垂直于左右端点的连线。
在其中一个实施例中，根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息，包括：
根据三个结构面测量点的几何参数信息，将三个结构面测量点映射到三维坐标系中，确定三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息；以及，
根据四个节理测量点的几何参数信息，将四个节理测量点映射到三维坐标系中，确定四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息。
在其中一个实施例中，根据三个结构面测量点的几何参数信息，将三个结构面测量点映射到三维坐标系中，确定三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，包括：
根据三个结构面测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定三个结构面测量点与各测量设备位置之间的第一相对坐标信息；
根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第一相对坐标信息，确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息。
在其中一个实施例中，根据四个节理测量点的几何参数信息，将四个节理测量点映射到三维坐标系中，确定四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息，包括：
根据四个节理测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定四个节理测量点与各测量设备位置之间的第二相对坐标信息；
根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第二相对坐标信息，确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息。
在其中一个实施例中，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息，包括：
获取三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据第一待测平面和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；以及，
获取四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据第二待测平面和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息。
在其中一个实施例中，获取三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据第一待测平面和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息，包括：
对三个结构面测量点进行连线操作，得到第一待测平面；
确定第一待测平面的第一外法线矢量；
根据第一外法线矢量和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度。
在其中一个实施例中，获取四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据第二待测平面和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息，包括：
对四个节理测量点进行连线操作，得到第二待测平面；
确定第二待测平面的第二外法线矢量；
根据第二外法线矢量和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息；产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。
在其中一个实施例中，多个测量设备包括设置于第一测量设备和第二测量设备，第一测量设备设置于目标岩体下方；第二测量设备设置于目标岩体上方。
在其中一个实施例中，第一测量设备至少包括：测距传感器、角度传感器和摄像设备；摄像设备分别与测距传感器、角度传感器之间的距离小于预设阈值；
测距传感器，用于采集各测量点与测距传感器所在位置之间的直线距离；
角度传感器，用于采集各测量点与角度传感器所在位置之间的竖向夹角；
摄像设备，用于采集目标岩体的图像信息。
第二方面，本申请还提供了一种岩体产状信息测量装置，该装置包括：
第一确定模块，用于根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点；
获取模块，用于通过多个测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系；
第二确定模块，用于根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息；三维坐标系为以各测量设备中任意一个测量设备位置为原点；
第三确定模块，用于根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例中的所有内容。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的所有内容。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的所有内容。
上述岩体产状信息测量方法，该方法根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点，通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系，根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。该方法中的三维坐标系为以多个测量设备中任意一个测量设备位置为原点的坐标系，通过多个不同方位的测量设备能够更准确的对各测量点的几何参数信息进行采集，避免了测量设备的盲区无法采集的情况，从而可以准确的确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息，进而可以根据该坐标信息，确定目标岩体的产状信息。
附图说明
图1为一个实施例中岩体产状信息测量方法的应用环境图；
图2为一个实施例中岩体产状信息测量方法的流程示意图；
图3为一个实施例中第一测量设备的结构示意图；
图4为一个实施例中一个测量点在三维坐标系中的坐标信息；
图5为一个实施例中岩体产状信息测量方法的流程示意图；
图6为一个实施例中岩体产状信息测量方法的流程示意图；
图7为一个实施例中岩体产状信息测量方法的流程示意图；
图8为一个实施例中测量点在三维坐标系中的坐标信息；
图9为一个实施例中岩体产状信息测量方法的流程示意图；
图10为一个实施例中岩体产状信息测量方法的流程示意图；
图11为一个实施例中多个测量设备组成的岩体产状信息测量系统；
图12为一个实施例中掘进机测量的平面结构图；
图13为一个实施例中岩体产状信息测量装置的流程示意图；
图14为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
首先，在具体介绍本申请实施例的技术方案之前，先对本申请实施例基于的技术背景进行介绍。
近些年，边坡工程、隧道工程以及地下空间的开发与施工正在向着自动化、智能化的方向发展，其中，工程施工阶段可能诱发节理岩体的地质灾害，主要原因是由岩体结构损伤、岩层产状与开挖方向关系、裂隙水动力学行为以及水岩相互作用导致的，而且，危岩体的地质调查、施工期间的稳定性评价以及工程运行维护阶段的安全监测都需要对节理岩体结构面的信息展开采集和统计分析工作，因此，节理信息的快速采集和分析对工程施工的安全和效率具有重要意义。
危岩体地质危险性评价、隧道掌子面围岩安全评价和掘进机(Tunnel boringmachine，TBM)对工作面掘进的安全反馈分析都需要对岩体和围岩表面的裂隙岩体结构进行分析，在分析之前需要对其进行详细且快速的无接触测量，使得效率最高且成本最小。传统的测量方法需要大量的地质人员通过地质罗盘对节理岩体进行测量，不仅费时费力，且人工成本极高，对测量面尺寸的要求和测量人员专业技能要求较高，同时地质罗盘受矿物磁性和地磁场干扰严重，测量中产生的误差较多。地质人员也可以通过三维激光扫描仪通过对节理岩体的三维结构信息进行拍摄与采集，以到达对节理岩体进行无接触测量的目的，但是时间较长、设备成本极高、工作环境依赖性大，处于环境中具有杂草、雾气、粉尘、昏暗和电磁噪声的条件时无法采集准确的信息，通过三维激光扫描仪对节理岩体测量精度不高。
节理岩体结构面的测量包括由沉积作用和成岩作用形成的岩层产状信息，岩层产状信息包括走向、倾向和倾角；在成岩过程和构造作用影响下形成的岩体节理产状信息，节理产状信息包括长度、开度、倾向和倾角。有学者提出利用近景拍摄系统对岩质边坡的节理信息进行测量，但是需要不断移动相机并用皮尺测量大量参数，其中由人为移动设备带来的测量误差极大；有学者通过双目非接触结构面测量方法虽然解决了移动设备带来的误差，但对于节理信息的统计受到双目视野的限制存在大量盲区，难以获取各个结构面和节理的产状，并且测量计算依据为图像信息，由此导致大量测量的倾角信息为视倾角，会对围岩稳定性分析结果带来巨大偏差。
本申请实施例提供的岩体产状信息测量方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。该应用环境中可以包括多个测量设备1和计算机设备2，其中，多个测量设备1分别通过网络与计算机设备2进行通信。多个测量设备1将获取到的各测量点的几何参数信息传输给计算机设备2，计算机设备2根据各测量点的几何参数信息，确定目标岩体的产状信息。其中，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，计算机设备可以用独立的计算机设备或者是多个计算机设备组成的计算机设备集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种岩体产状信息测量方法，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：
S201，根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点。
其中，岩体是指在一定工程范围内，由包含软弱结构面的各类岩石所组成的具有不连续性、非均质性和各向异性的地质体。
具体的，在对目标岩体进行测量之前，需要地质人员提前确定目标岩体的位置。当目标岩体的位置确定后，可以通过多个摄像机采集目标岩体的不同角度的图像，或者，也可以是单个摄像机通过不断改变位置采集目标岩体的不同角度的图像，将目标岩体的不同角度的图像发送给计算机设备。可选的，计算机设备可以根据目标岩体的不同角度的图像，确定该目标岩体的表面形状和大小，根据目标岩体的形状和大小确定目标岩体上的多个测量点。例如，当目标岩体的表面形状为三角形时，选择三角形的三个顶点作为目标岩体上的测量点；当目标岩体的表面形状为四边形时，选择四边形的四个顶点作为目标岩体上的测量点。可选的，计算机设备可以将目标岩体的不同角度的图像融合得到目标岩体的全景图像，根据目标岩体的全景图像，在目标岩体上选择三个不共线的测量点，将该测量点确定为目标岩体上的多个测量点。本实施例对于根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点的方式不做限定。
S202，通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系。
其中，多个不同方位的测量设备包括设置于第一测量设备和第二测量设备，第一测量设备设置于目标岩体下方；第二测量设备设置于目标岩体上方。第一测量设备至少包括：测距传感器、角度传感器和摄像设备。
进一步的，图3为第一测量设备的结构示意图，图中的第一测量设备包括测距传感器1、角度传感器2、摄像设备3、固定云台4、云台旋转刻度盘5、电子磁针坐标系标定刻度盘6和移动杆7等，摄像设备3分别与测距传感器1、角度传感器2之间的距离小于预设阈值；测距传感器1用于采集各测量点与测距传感器所在位置之间的直线距离；角度传感器2用于采集各测量点与角度传感器所在位置之间的竖向夹角；摄像设备3用于采集目标岩体的图像信息；固定云台4用于控制摄像设备3转动，获取摄像设备采集的图像信息；云台旋转刻度盘5用于获取第一测量设备与测量点的平面投影方向与北极的夹角，该夹角处于0到360度；电子磁针坐标系标定刻度盘6用于确定三维坐标系正方向与远点的位置，同时读取云台的转动角度。在通过第一测量设备对测量点进行测量之前，需要通过云台旋转刻度盘5上的水准器将云台固定于水平位置，保证测量的几何参数信息能够准确的确定目标岩体的产状信息。同时，电子磁针坐标系标定刻度盘6的0°方向应在测量几何参数信息前与北极方向重合，用电子指南针进行标定，减小由于地磁场和矿物磁性带来的设备误差。通过调整安置在摄像机上侧的测距传感器垂直偏转的角度和安置在摄像机两侧的角度传感器水平偏转的角度，将摄像机屏幕中心位置、测距传感器、角度传感器与测量点之间的距离在50米范围内，摄像机、测距传感器和角度传感器采集几何参数信息是有效的，减小了由于传感器相对位置带来的测量误差。在实际测量过程中，需要地质人员手动移动固定云台4通过摄像机的中心位置确定测量点的位置，避免了恶劣环境对测量过程的干扰，例如，该恶劣环境中包括树枝、树叶、杂草、视结构面和破坏面等。
第二测量设备可以是无人机测量设备，多个测量设备可以是多个第一测量设备组成的地面近景测量系统，也可以是第一测量设备与第二测量设备组成的地面近景与空中远景测量系统，也可以是以等边三角形、矩阵的空间位置布置在隧道掘进机上的固定式测量系统，本申请中的岩体产状信息测量方法适用于花岗岩野外露头节理结构面测量、石灰岩野外岩层露头产状、节理结构面测量、玄武岩柱状节理各面产状及节理发育方向测量、隧道施工中岩层产状、分界面测量和土层分界面的测量等。
具体的，多个不同方位的测量设备通过内部的测距传感器获取各测量点与测距传感器之间的距离信息，通过内部的角度传感器获取各测量点与测量设备与角度传感器之间的竖向夹角，得到各测量点的几何参数信息。
S203，根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息；三维坐标系为以多个测量设备中任意一个测量设备位置为原点的坐标系。
具体的，计算机设备可以确定三维坐标系中原点的测量设备，通过该测量设备测量的测量点的距离和角度参数，可以根据距离和角度的相关计算公式，得到该测量点在三维坐标系中的坐标信息。对于除三维坐标系中原点的测量设备设备的其他测量设备，通过其他测量设备测量的测量点的距离和角度参数，计算机设备可以根据距离和角度的相关计算公式，计算该测量点与测量设备的相对坐标信息，根据测量设备在三维坐标系中的坐标信息，确定该测量点在三维坐标系中的坐标信息。例如，当有两个测量设备时，两个测量设备分别为1号测量设备和2号测量设备，1号测量设备与2号测量设备之间的距离为3米，角度为0度；目标岩体有两个测量点，两个测量点分别为点A和点B，1号测量设备测得点A的距离为5米，角度为90度；2号测量设备测得点B的距离为4米，角度为0度。假设以1号测量设备位置为三维坐标系的原点，则1号测量设备在三维坐标系中的坐标为(0，0，0)，2号测量设备在三维坐标系中的坐标为(3，0，0)，直接可以得出点A在三维坐标系中的坐标为(0，4，0)，点B与2号测量设备的相对坐标为(4，0，0)，点B在三维坐标系中的坐标为(7，0，0)。
S204，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。
其中，产状是指目标岩体在空间产出的状态和方位，产状信息包括目标岩体的走向、倾向和倾角，其中，走向是指目标岩体的岩层面与水平面的交线是走向线，走向线两端所指方向是目标岩体的岩层走向，同一目标岩体的岩层面具有两个走向，彼此相差180°；倾向是指目标岩体的岩层面上与走向线相垂直的线叫真倾线，其在水平面上的投影且沿平面向下倾斜的方位即为目标岩体的岩层面上的倾向；倾角是指目标岩体的岩层面上的真倾线与其在水平面上投影所夹的锐角为目标岩体的岩层面的倾角。
可选的，根据历史坐标信息和历史产状信息预先训练神经网络模型，得到预设的神经网络模型。计算机设备可以将各测量点在三维坐标系中的坐标信息输入至预设的神经网络模型中，通过神经网络模型对各测量点在三维坐标系中的坐标信息进行计算，输出目标岩体的产状信息。可选的，计算机设备将各测量点进行连线，得到各测量点对应的平面，通过右手螺旋定则确定各测量点对应的平面的外法线，通过平面外法线与产状信息的相关计算公式，计算各测量点组成的平面对应的产状信息，得到目标岩体的产状信息。本实施例对根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息的方式不做限定。
上述岩体产状信息测量方法中，该方法根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点，通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系，根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。该方法中的三维坐标系为以多个测量设备中任意一个测量设备位置为原点的坐标系，通过多个不同方位的测量设备能够更准确的对各测量点的几何参数信息进行采集，避免了测量设备的盲区无法采集的情况，从而可以准确的确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息，进而可以根据该坐标信息，确定目标岩体的产状信息。
可选的，本申请实施例涉及确定目标岩体上的多个测量点的一种可选的实现方式。在图2所示实施例的基础上，上述方法可以包括如下内容：根据预设顺序，从结构面上选取三个不共线的点，得到结构面上的三个结构面测量点；并从节理上选取上下端点和左右端点，得到节理上的四个节理测量点；上下端点的连线垂直于左右端点的连线。
其中，预设顺序可以是从上到下的顺序，也可以是从左到右的顺序。结构面是指具有极低的或没有抗拉强度的不连续面，节理是指岩石在自然条件下形成的的裂纹或裂缝。
具体的，由于至少三个不共线的点即可确定一个平面，由三个不共线的点组成的平面的相关信息可以确定出目标岩体的结构面的产状信息，因此，计算机设备可以根据摄像机拍摄的目标岩体的结构面的图片，结合目标掩体的结构面实际情况确定结构面上三个不共线的点，如图8所示，点A、点B和点C为三个结构面测量点。
进一步的，可以理解的是，节理信息中包括节理的长度和开度，为了方便计算节理的长度和开度，在选择节理测量点时，计算机设备应该根据摄像机拍摄的目标岩体的节理的图片，选择节理的上下端点和左右端点作为节理的测量点，且节理的上下端点的连线和左右端点的连线是互相垂直的，如图8所示，点D、点E、点F和点G为四个节理测量点。
上述岩体产状信息测量方法中，该方法根据预设顺序，从结构面上选取三个不共线的点，得到结构面上的三个结构面测量点；并从节理上选取上下端点和左右端点，得到节理上的四个节理测量点；上下端点的连线垂直于左右端点的连线。该方法对目标岩体的结构面和节理分别选择数量不同的测量点，通过最少数量的测量点能够快速准确的测量目标岩体的结构面和节理的几何参数信息，提高了结构面和节理的几何参数信息测量的效率。
可选的，本申请实施例涉及根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息的一种可选的实现方式。在图2所示实施例的基础上，上述方法可以包括如下内容：根据三个结构面测量点的几何参数信息，将三个结构面测量点映射到三维坐标系中，确定三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息；以及，
根据四个节理测量点的几何参数信息，将四个节理测量点映射到三维坐标系中，确定四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息。
具体的，计算机设备可以确定各个测量设备在三维坐标系中的位置，再将三个结构面测量点以及四个节理测量点映射到三维坐标系中，根据每个测量设备获取到对应测量点的距离和角度，构造直角三角形，根据直角三角形中边和角的计算公式，得到各个测量点相对于该测量设备的相对坐标信息。通过该测量设备的坐标信息和各个测量点相对于该测量设备的相对坐标信息，确定出三个结构面坐标信息和四个节理坐标信息。
示例性的，图4表示测量点在三维坐标系中的坐标信息，图中共有两个测量设备，O点为1号测量设备，O'点为2号测量设备，1号测量设备对应的坐标信息为(0，0，0)，通过1号测量设备测得点X与1号测量设备之间的直线距离为L1，点X与1号测量设备的连线与平面xoy的夹角为α，与平面yoz的夹角为β，则通过直角三角形的相关计算公式可以得到X的坐标信息为(L1 cosαsinβ，L1 cosαcosβ，L1 sinα)；通过1号测量设备测得2号测量设备与1号测量设备的直线距离为L0，2号测量设备与1号测量设备的连线与平面xoy的夹角为β，与平面yoz的夹角为θ，则通过直角三角形的相关计算公式可以得到2号测量设备的坐标信息为(L0cosθsinθ，L0 cosθcosθ，L0 sinθ)。根据上述计算方法可以得到三个结构面测量点的坐标信息和四个节理测量点的坐标信息。
上述岩体产状信息测量方法中，该方法根据三个结构面测量点的几何参数信息，将三个结构面测量点映射到三维坐标系中，确定三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，以及根据四个节理测量点的几何参数信息，将四个节理测量点映射到三维坐标系中，确定四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息。该方法通过将测量点映射到三维坐标系中，通过各测量点的几何参数信息，可以准确的确定测量点在三维坐标系中的坐标信息。
图5为本申请实施例提供的岩体产状信息测量方法的流程示意图。本申请实施例涉及根据三个结构面测量点的几何参数信息，将三个结构面测量点映射到三维坐标系中，确定三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，如图5所示，上述方法可以包括如下步骤：
S501，根据三个结构面测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定三个结构面测量点与各测量设备位置之间的第一相对坐标信息。
具体的，计算机设备可以确定各个测量设备在三维坐标系中的位置，再将三个结构面测量点以映射到三维坐标系中，根据每个测量设备获取到对应测量点的距离和角度，构造直角三角形，根据直角三角形中边和角的计算公式，得到各个测量点相对于该测量设备的相对坐标信息。
S502，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第一相对坐标信息，确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息。
具体的，计算机设备计算测量设备的坐标信息和各个测量点相对于测量设备的相对坐标信息，确定出三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息。例如：2号测量设备在三维坐标系中的坐标为(3，0，0)，点B与2号测量设备的相对坐标为(4，0，0)，点B在三维坐标系中的坐标为(7，0，0)。
上述岩体产状信息测量方法中，该方法根据三个结构面测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定三个结构面测量点与各测量设备位置之间的第一相对坐标信息，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第一相对坐标信息，确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息。该方法通过各测量设备采集的测量点的参数信息，可以快速的得到测量点相对于测量设备的相对坐标信息，根据该相对坐标信息，可以快速的确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息。
图6为本申请实施例提供的岩体产状信息测量方法的流程示意图。本申请实施例涉及根据四个节理测量点的几何参数信息，将四个节理测量点映射到三维坐标系中，确定四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，如图6所示，上述方法可以包括如下步骤：
S601，根据四个节理测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定四个节理测量点与各测量设备位置之间的第二相对坐标信息。
具体的，计算机设备可以确定各个测量设备在三维坐标系中的位置，再将四个节理测量点以映射到三维坐标系中，根据每个测量设备获取到对应测量点的距离和角度，构造直角三角形，根据直角三角形中边和角的计算公式，得到四个节理测量点相对于该测量设备的相对坐标信息。
S602，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第二相对坐标信息，确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息。
具体的，计算机设备计算测量设备的坐标信息和各个测量点相对于测量设备的相对坐标信息，确定出四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息。例如：3号测量设备在三维坐标系中的坐标为(0，5，0)，点C与3号测量设备的相对坐标为(2，3，0)，点C在三维坐标系中的坐标为(2，8，0)。
上述岩体产状信息测量方法中，该方法根据四个节理测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定四个节理测量点与各测量设备位置之间的第二相对坐标信息，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第二相对坐标信息，确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息。该方法通过各测量设备采集的测量点的参数信息，可以快速的得到测量点相对于测量设备的相对坐标信息，根据该相对坐标信息，可以快速的确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息。
可选的，本申请实施例涉及根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，上述方法可以包括如下内容：获取三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据第一待测平面和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；以及，获取四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据第二待测平面和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息。
其中，结构面的产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度，节理的产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。
具体的，计算机设备可以将节理测量点和结构面测量点进行连接，得到节理对应的第二待测平面和结构面对应的第一待测平面，根据第一待测平面和第二待测平面的外法线向量、外法线向量与倾角角度、倾向角度和走向角度的相关计算公式，得到结构面和节理的倾角角度、倾向角度和走向角度。根据四个节理测量点在三维坐标系中的坐标，得到节理的长度和开度。
上述岩体产状信息测量方法中，该方法获取三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据第一待测平面和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息，以及获取四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据第二待测平面和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息。该方法通过结构面测量点和节理测量点组成的平面，可以精确的获取结构面的产状信息和节理的产状信息。
图7为本申请实施例提供的岩体产状信息测量方法的流程示意图。本申请实施例涉及获取三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据第一待测平面和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，如图7所示，上述方法可以包括如下步骤：
S701，对三个结构面测量点进行连线操作，得到第一待测平面。
具体的，计算机设备可以按照三个结构面测量点选点的顺序，将三个结构面测量点的首尾进行连接，得到三个结构面测量点对应的三角形平面，将该三角形平面确定为第一待测平面。
示例性的，如图8所示，图中的A、B、C点表示三个结构面测量点，将A、B、C三个点依次连接起来，得到三角形ABC，将该三角形ABC确定为第一待测平面。
S702，确定第一待测平面的第一外法线矢量。
其中，外法线是指由立体的内部指向外部的是法线正方向即外法线。
具体的，计算机设备可以采用矢量叉乘法则确定第一待测平面的外法线矢量大小，通过右手定则确定第一待测平面的外法线矢量的方向，得到第一待测平面的第一外法线矢量。如图8所述，第一待测平面为三角形ABC，三角形ABC的外法线的计算公式可以表示为
S703，根据第一外法线矢量和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度。
其中，结构面的倾角角度是目标岩体的结构面上真倾线与其在水平面上投影所夹的锐角为目标岩体的结构面的倾角；结构面的倾向角度是目标岩体的结构面上与走向线相垂直的线叫真倾线，其在水平面上的投影且沿平面向下倾斜的方位即为目标岩体的结构面上的倾向；结构面的走向角度是目标岩体的结构面与水平面的交线是走向线，走向线两端所指方向是目标岩体的结构面走向，同一目标岩体的结构面具有两个走向，彼此相差180°。
具体的，计算机设备可以根据第一外法线矢量、三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息和倾角角度的相关公式，得到结构面的倾角角度；根据第一外法线矢量、三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息和倾向角度的相关公式，得到结构面的倾向角度；根据第一外法线矢量、三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息和走向角度的相关公式，得到结构面的走向角度，将得到的结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度确定为结构面的产状信息。在图8中，三维坐标系中平面xoy外法线矢量
平面xoz外法线矢量
平面yoz外法线矢量
转换矩阵M可以表示为：
平面ABC的倾角角度的计算公式可以表示为：
平面ABC的倾向角度的计算公式可以表示为：
平面ABC的走向角度的计算公式可以表示为：
γ＝90°±δ
上述岩体产状信息测量方法中，该方法通过对三个结构面测量点进行连线操作，得到第一待测平面，确定第一待测平面的第一外法线矢量，根据第一外法线矢量和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息。该方法中的产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度，通过三个结构面测量点组成第一待测平面，根据第一待测平面可以精确的得到结构面的产状信息。
图9为本申请实施例提供的岩体产状信息测量方法的流程示意图。本申请实施例涉及获取四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据第二待测平面和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息的一种可选的实现方式。在上述实施例的基础上，如图9所示，上述方法可以包括如下步骤：
S901，对四个节理测量点进行连线操作，得到第二待测平面。
具体的，计算机设备可以将四个节理测量点进行连接，得到四个节理测量点对应的长方形平面，将该长方形平面确定为第二待测平面。
示例性的，如图8所示，图中的E、F、G、D点表示四个节理测量点，将E、F、G、D三个点依次连接起来，得到长方形EFGD，将该长方形EFGD确定为第二待测平面。
S902，确定第二待测平面的第二外法线矢量。
具体的，计算机设备可以采用矢量叉乘法则确定第二待测平面的外法线矢量大小，通过右手定则确定第二待测平面的外法线矢量的方向，得到第二待测平面的第二外法线矢量。如图8所述，第二待测平面为长方形EFGD。
S903，根据第二外法线矢量和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息；产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。
其中，节理的倾角是指节理面上真倾线与其在水平面上投影所夹的锐角为节理面的倾角；节理面上与走向线相垂直的线叫真倾线，其在水平面上的投影且沿平面向下倾斜的方位即为节理的倾向角度；节理的走向角度是指节理面与水平面的交线是走向线，走向线两端所指方向是节理延伸走向，同一节理面具有两个走向，彼此相差180°；节理的长度是指节理面在岩体裸露面的迹线长度；节理的开度是指裂隙两端垂直距离。
具体的，计算机设备可以根据第二外法线矢量、四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息和倾角角度的相关公式，得到节理的倾角角度；根据第二外法线矢量、四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息和倾向角度的相关公式，得到节理的倾向角度；根据第二外法线矢量、四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息和走向角度的相关公式，得到节理的走向角度；根据四个节理测量点的几何参数信息，确定节理的长度和开度，将得到的节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度确定为节理的产状信息。在图8中，节理长度ED的计算公式可以表示为：
节理的开度FG的计算公式可以表示为：
上述岩体产状信息测量方法中，对四个节理测量点进行连线操作，得到第二待测平面，确定第二待测平面的第二外法线矢量，根据第二外法线矢量和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息。该方法中的产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度，通过四个节理测量点组成的第二待测平面，根据第二待测平面可以精确的得到节理的产状信息。
在一个实施例中，为了便于本领域技术人员的理解，以下对岩体产状信息测量方法进行详细介绍，如图10所示，该方法可以包括：
S1001，根据预设顺序，从结构面上选取三个不共线的点，得到结构面上的三个结构面测量点；
S1002，从节理上选取上下端点和左右端点，得到节理上的四个节理测量点；
S1003，通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息；
S1004，根据三个结构面测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定三个结构面测量点与各测量设备位置之间的第一相对坐标信息；
S1005，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第一相对坐标信息，确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息；
S1006，对三个结构面测量点进行连线操作，得到第一待测平面；
S1007，确定第一待测平面的第一外法线矢量；
S1008，根据第一外法线矢量和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；
S1009，根据四个节理测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定四个节理测量点与各测量设备位置之间的第二相对坐标信息；
S1010，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第二相对坐标信息，确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息；
S1011，对四个节理测量点进行连线操作，得到第二待测平面；
S1012，确定第二待测平面的第二外法线矢量；
S1013，根据第二外法线矢量和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息；产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。
需要说明的是，针对上述S1001-S1013中的描述可以参见上述实施例中相关的描述，且其效果类似，本实施例在此不再赘述。
进一步的，可以理解的是，图11为多个测量设备组成的岩体产状信息测量系统，图中的1号和2号为两个地面测量设备，3号为无人机测量设备，4号为节理岩体，通过1号、2号和3号设备对节理岩体进行测量，得到节理岩体中结构面和节理的产状信息。具体的，在实施过程中，首先以测量窗口左右边缘作为固定地面近景拍摄测量设备的参考位置，然后通过调整摄像机的焦距，保证地面单目测量设备能够在视野范围内涵盖测量窗口的全部图像信息，并且待测量的节理或结构面特写足够清晰。然后固定地面近景拍摄测量设备，并建立三维坐标系。再将皮尺固定在无人机底部，用于测量节理、裂隙的迹线长度与测量面铅垂高度。通过地质人员控制无人机移动至固定位置，确保皮尺覆盖节理、裂隙表面，利用相机进行读数。其次，利用固定云台移动摄像机确定需要测量结构面或节理面，在确定好的结构面和节理面上选择待测点，通过测距传感器和角度传感器对测量点的几何参数信息进行采集，得到各测量点的几何参数信息。最后将采集的几何参数信息按照节理岩体结构面和节理的产状计算方法计算，得到节理产状信息和节理产状信息。
图12为掘进机测量的平面结构图，图中的1号为测量设备，2号为掘进机的设备，3号为掘进机上的刀片，通过在掘进机上设置4个测量设备，通过测量设备对掘进机前方的岩体进行测量，以保证掘进机的运行安全。由于掘进机机身和工作面始终保持平行的关系，因此不需要获取测量装置的姿态信息。虽然掘进机处于不断移动的状态，但是掘进机的移动速度极慢，相比测量所需要的时间可以忽略不计，因此在掘进机移动的过程中利用多个测量设备对掌子面的节理岩体结构面产状信息进行自动化测量，整个过程无需人工参与。在测量过程中，将测量设备按照正方形四角的分布关系安装在掘进机的旋转机身的边缘处，避免刀口与工作面产生极强摩擦对多目测量装置产生的破坏影响。然后通过操控员手动选择需要进行测量的掌子面上的节理岩体待测量面，利用多角度的测量设备获取待测量面的几何参数信息。最后将采集的几何参数信息按照节理岩体结构面产状计算方法得到待测结构面产状信息和待测节理产状信息。
上述岩体产状信息测量方法中，根据预设顺序，从结构面上选取三个不共线的点，得到结构面上的三个结构面测量点，从节理上选取上下端点和左右端点，得到节理上的四个节理测量点，通过多个不同方位的测量设备获取各测量点的几何参数信息，根据三个结构面测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定三个结构面测量点与各测量设备位置之间的第一相对坐标信息，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第一相对坐标信息，确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息，对三个结构面测量点进行连线操作，得到第一待测平面，确定第一待测平面的第一外法线矢量，根据第一外法线矢量和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息，其中，产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度，根据四个节理测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定四个节理测量点与各测量设备位置之间的第二相对坐标信息，根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第二相对坐标信息，确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息，对四个节理测量点进行连线操作，得到第二待测平面，确定第二待测平面的第二外法线矢量，根据第二外法线矢量和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息，该产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。该方法通过多个不同方位的测量设备能够更准确的对各测量点的几何参数信息进行采集，避免了测量设备的盲区无法采集的情况，通过将多个测量设备位置映射到三维坐标系中，可以准确的确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息，进而可以根据该坐标信息，确定目标岩体的结构面产状信息和节理产状信息；以及，相比于现有技术通过人工或三维激光扫描仪的测量方法来说，能够缩小测量成本，且能提高测量精度，提高岩体产状信息的测量效率，同时避免了节理岩体的恶劣环境对地质人员造成伤害。
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的岩体产状信息测量方法的岩体产状信息测量装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个岩体产状信息测量装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于岩体产状信息测量方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，提供了一种岩体产状信息测量装置，包括：第一确定模块、获取模块、第二确定模块和第三确定模块，其中：
第一确定模块，用于根据目标岩体的位置，确定目标岩体上的多个测量点；
获取模块，用于通过多个测量设备获取各测量点的几何参数信息；几何参数信息表示各测量点分别与每个测量设备之间的位置关系；
可选的，多个测量设备包括设置于第一测量设备和第二测量设备，第一测量设备设置于目标岩体下方；第二测量设备设置于目标岩体上方。其中：第一测量设备至少包括：测距传感器、角度传感器和摄像设备；摄像设备分别与测距传感器、角度传感器之间的距离小于预设阈值；测距传感器，用于采集各测量点与测距传感器所在位置之间的直线距离；角度传感器，用于采集各测量点与角度传感器所在位置之间的竖向夹角；摄像设备，用于采集目标岩体的图像信息。
第二确定模块，用于根据各测量点的几何参数信息，确定各测量点在三维坐标系中的坐标信息；三维坐标系为以各测量设备中任意一个测量设备位置为原点；
第三确定模块，用于根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定目标岩体的产状信息。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，上述第一确定模块包括：第一确定单元和第二确定单元，其中：
第一确定单元，用于根据预设顺序，从结构面上选取三个不共线的点，得到结构面上的三个结构面测量点；
第二确定单元，用于从节理上选取上下端点和左右端点，得到节理上的四个节理测量点；上下端点的连线垂直于左右端点的连线。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，上述第二确定模块包括：第三确定单元和第四确定单元，其中：
第三确定单元，用于根据三个结构面测量点的几何参数信息，将三个结构面测量点映射到三维坐标系中，确定三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息；
第四确定单元，用于根据四个节理测量点的几何参数信息，将四个节理测量点映射到三维坐标系中，确定四个节理测量点在三维坐标系中的坐标信息。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
可选的，上述第三确定单元具体用于根据三个结构面测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定三个结构面测量点与各测量设备位置之间的第一相对坐标信息；根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第一相对坐标信息，确定三个结构面测量点在三维坐标系下的坐标信息。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
可选的，上述第四确定单元具体用于根据四个节理测量点与各测量设备位置之间的几何参数信息，确定四个节理测量点与各测量设备位置之间的第二相对坐标信息；根据各测量点在三维坐标系中的坐标信息和第二相对坐标信息，确定四个节理测量点在三维坐标系下的坐标信息。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，上述第三确定模块包括：第五确定单元和第六确定单元，其中：
第五确定单元，用于获取三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据第一待测平面和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；
第六确定单元，用于获取四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据第二待测平面和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
可选的，上述第五确定单元具体用于对三个结构面测量点进行连线操作，得到第一待测平面；确定第一待测平面的第一外法线矢量；根据第一外法线矢量和三个结构面测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定结构面的产状信息；产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
可选的，上述第六确定单元具体用于对四个节理测量点进行连线操作，得到第二待测平面；确定第二待测平面的第二外法线矢量；根据第二外法线矢量和四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定节理的产状信息；产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。
本实施例提供的岩体产状信息测量装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
上述岩体产状信息测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图14所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储岩体产状信息测量数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种岩体产状信息测量方法。
本领域技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例中的所有内容。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的所有内容。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的所有内容。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种岩体产状信息测量方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标岩体的位置，确定所述目标岩体上的多个测量点；
通过多个不同方位的测量设备获取各所述测量点的几何参数信息；所述几何参数信息表示各所述测量点分别与每个测量设备之间的位置关系；
根据各所述测量点的几何参数信息，确定各所述测量点在三维坐标系中的坐标信息；所述三维坐标系为以所述多个测量设备中任意一个测量设备位置为原点的坐标系；
根据各所述测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，确定所述目标岩体的产状信息。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述目标岩体包括结构面和节理，所述确定所述目标岩体上的多个测量点包括：
根据预设顺序，从所述结构面上选取三个不共线的点，得到所述结构面上的三个结构面测量点；并从所述节理上选取上下端点和左右端点，得到所述节理上的四个节理测量点；所述上下端点的连线垂直于所述左右端点的连线。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据各所述测量点的几何参数信息，确定各所述测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，包括：
根据所述三个结构面测量点的几何参数信息，将所述三个结构面测量点映射到所述三维坐标系中，确定所述三个结构面测量点在所述三维坐标系中的坐标信息；以及，
根据所述四个节理测量点的几何参数信息，将所述四个节理测量点映射到所述三维坐标系中，确定所述四个节理测量点在所述三维坐标系中的坐标信息。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述根据所述三个结构面测量点的几何参数信息，将所述三个结构面测量点映射到所述三维坐标系中，确定所述三个结构面测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，包括：
根据所述三个结构面测量点与各所述测量设备位置之间的几何参数信息，确定所述三个结构面测量点与各所述测量设备位置之间的第一相对坐标信息；
根据各所述测量点在所述三维坐标系中的坐标信息和所述第一相对坐标信息，确定所述三个结构面测量点在所述三维坐标系下的坐标信息。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述根据所述四个节理测量点的几何参数信息，将所述四个节理测量点映射到所述三维坐标系中，确定所述四个节理测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，包括：
根据所述四个节理测量点与各所述测量设备位置之间的几何参数信息，确定所述四个节理测量点与各所述测量设备位置之间的第二相对坐标信息；
根据各所述测量点在所述三维坐标系中的坐标信息和所述第二相对坐标信息，确定所述四个节理测量点在所述三维坐标系下的坐标信息。
6.根据权利要求3-5任一项所述方法，其特征在于，所述根据各所述测量点在三维坐标系中的坐标信息，确定所述目标岩体的产状信息，包括：
获取所述三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据所述第一待测平面和所述三个结构面测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，确定所述结构面的产状信息；以及，
获取所述四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据所述第二待测平面和所述四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定所述节理的产状信息。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述获取所述三个结构面测量点组合成的第一待测平面，并根据所述第一待测平面和所述三个结构面测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，确定所述结构面的产状信息，包括：
对所述三个结构面测量点进行连线操作，得到所述第一待测平面；
确定所述第一待测平面的第一外法线矢量；
根据所述第一外法线矢量和所述三个结构面测量点在所述三维坐标系中的坐标信息，确定所述结构面的产状信息；所述产状信息包括结构面的倾角角度、倾向角度和走向角度。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述获取所述四个节理测量点组合成的第二待测平面，并根据所述第二待测平面和所述四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定所述节理的产状信息，包括：
对所述四个节理测量点进行连线操作，得到所述第二待测平面；
确定所述第二待测平面的第二外法线矢量；
根据所述第二外法线矢量和所述四个节理测量点组合成的第二待测平面，确定所述节理的产状信息；所述产状信息包括节理的倾角角度、倾向角度、走向角度、长度和开度。
9.根据权利要求1-5任一项所述方法，其特征在于，所述多个测量设备包括设置于第一测量设备和第二测量设备，所述第一测量设备设置于所述目标岩体下方；所述第二测量设备设置于所述目标岩体上方。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述第一测量设备至少包括：测距传感器、角度传感器和摄像设备；所述摄像设备分别与所述测距传感器、所述角度传感器之间的距离小于预设阈值；
所述测距传感器，用于采集各所述测量点与所述测距传感器所在位置之间的直线距离；
所述角度传感器，用于采集各所述测量点与所述角度传感器所在位置之间的竖向夹角；
所述摄像设备，用于采集所述目标岩体的图像信息。
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