CN115205473A - 一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法。岩石结构面形貌测量装置包括：工作台、转盘底座、铝合金制圆形转盘、白色聚丙烯片、智能手机、手机调节装置以及LED照明装置。岩石结构面三维重建方法包括：采用岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片；对多张图片进行图片对齐；识别图片背景中白色聚丙烯片上的多个特征点，输出具有随机维度的密集点云；对密集点云进行缩放，生成缩放后的真实尺寸密集点云；对真实尺寸密集点云进行生成纹理处理，获得真实尺寸的岩石结构面三维重建模型。本发明装置及方法能够精确测量岩石结构面三维宏细观形貌特征，且成本低廉、步骤精简。

Description

一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法

技术领域

本发明涉及岩石结构面形貌测量及三维重建技术领域，特别是涉及一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法。

背景技术

岩石结构面在与岩体相关的工程项目和应用中起着至关重要的作用，因为岩石结构面显著影响岩体的力学和水文特性，如其强度和渗透率。天然岩石结构面的表面是粗糙而不是光滑的。除岩性、围压、含水量等因素外，结构面粗糙度是岩石结构面抗剪强度的主要参数，岩石结构面粗糙度的量化对于评价岩体工程的稳定性至关重要，而岩石结构面的粗糙度大小主要由结构面表面形貌特征决定。

目前，传统的岩石结构面形貌特征获取方式主要是采用轮廓仪测量结构面二维形貌特征，或者通过三维激光扫描仪来准确获取结构面的三维形貌特征。然而，轮廓仪只能定量表述岩石结构面二维形貌特征，测量精度较低。而三维激光扫描仪虽然能从三维角度测量结构面粗糙度大小，但是通过这种方式获得岩石结构面三维模型成本过高，且操作步骤较为繁琐，无法广泛应用于实际工程中。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法，以实现岩石结构面形貌的快速、高精度获取，且成本低廉、步骤精简。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种岩石结构面形貌测量装置，包括：工作台、转盘底座、铝合金制圆形转盘、白色聚丙烯片、智能手机、手机调节装置以及LED照明装置；

所述转盘底座位于所述工作台中心；所述转盘底座上放置所述铝合金制圆形转盘；所述铝合金制圆形转盘中心固定有所述白色聚丙烯片；所述白色聚丙烯片表面预设位置标记有多个特征点；所述白色聚丙烯片中心放置待测量的岩石结构面试样；

所述手机调节装置以及所述LED照明装置均安装在所述工作台上；所述智能手机固定在所述手机调节装置上；所述手机调节装置用于调节所述智能手机的倾角以及所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离；所述LED照明装置用于在所述岩石结构面试样上方建立漫射光条件。

可选地，所述岩石结构面形貌测量装置还包括：远程蓝牙开关；所述远程蓝牙开关用于远程控制所述智能手机拍摄所述岩石结构面试样的图片。

可选地，所述手机调节装置包括伸缩杆旋钮、伸缩杆、手机支架旋钮以及手机支架；

所述伸缩杆通过所述伸缩杆旋钮安装在所述工作台上；所述伸缩杆旋钮用于调节所述伸缩杆的倾斜角度；所述手机支架通过所述手机支架旋钮安装在所述伸缩杆上；所述手机支架旋钮用于调节所述手机支架的倾斜角度；通过调节所述伸缩杆旋钮、所述手机支架旋钮以及所述伸缩杆的长度，来调节所述智能手机的倾角以及所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离。

可选地，所述LED照明装置包括LED照明灯、旋柄以及固定螺栓；

所述LED照明灯安装在所述工作台上；所述旋柄以及固定螺栓设置在所述LED照明灯上，用于调节所述LED照明灯的高度。

一种岩石结构面三维重建方法，所述岩石结构面三维重建方法基于所述的岩石结构面形貌测量装置，所述岩石结构面三维重建方法包括：

采用所述岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片；每张所述图片以白色聚丙烯片为背景；

采用Metashape软件中的高精度对齐设置对所述多张图片进行图片对齐，生成对齐后图片；

识别所述对齐后图片背景中白色聚丙烯片上的多个特征点，输出具有随机维度的密集点云；

根据所述白色聚丙烯片上特征点之间的距离比对所述密集点云进行缩放，生成缩放后的真实尺寸密集点云；

对所述真实尺寸密集点云进行生成纹理处理，获得真实尺寸的岩石结构面三维重建模型。

可选地，所述采用所述岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片，具体包括：

通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离；

通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度至预设高度；

每隔预设角度转动一次铝合金制圆形转盘，并操控智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片，直至所述铝合金制圆形转盘转过360度。

可选地，所述通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离，具体包括：

通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角为30°，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离为25cm。

可选地，所述通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离，具体包括：

通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角为60°，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离为25cm。

可选地，所述通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度至预设高度，具体包括：

通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度为55cm。

可选地，所述岩石结构面形貌测量装置还包括远程蓝牙开关；所述每隔预设角度转动一次铝合金制圆形转盘，并操控智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片，具体包括：

每隔15°转动一次铝合金制圆形转盘，并通过所述远程蓝牙开关操控所述智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法，所述岩石结构面形貌测量装置包括：工作台、转盘底座、铝合金制圆形转盘、白色聚丙烯片、智能手机、手机调节装置以及LED照明装置。所述岩石结构面三维重建方法包括：采用所述岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片；每张所述图片以白色聚丙烯片为背景；采用Metashape软件中的高精度对齐设置对所述多张图片进行图片对齐，生成对齐后图片；识别所述对齐后图片背景中白色聚丙烯片上的多个特征点，输出具有随机维度的密集点云；根据所述白色聚丙烯片上特征点之间的距离比对所述密集点云进行缩放，生成缩放后的真实尺寸密集点云；对所述真实尺寸密集点云进行生成纹理处理，获得真实尺寸的岩石结构面三维重建模型。本发明提供的岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法，能够精确测量岩石结构面三维宏细观形貌特征，且成本低廉、步骤精简，保证高效构建岩石结构面三维模型，且构建的岩石结构面三维模型能够用于定量表征结构面粗糙度大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的岩石结构面形貌测量装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的岩石结构面形貌测量装置的俯视示意图；

图3为本发明实施例提供的岩石结构面三维重建方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的岩石结构面三维重建方法的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的Metashape软件中生成的具有真实尺寸的岩石结构面密集点云示意图；

图6为本发明实施例提供的Metashape软件生成纹理操作示意图；

图7为本发明实施例提供的Metashape软件中生成的岩石结构面三维重建模型示意图；

符号说明：

1-工作台，2-旋柄，3-LED照明灯管，4-岩石结构面试样，5-铝合金制圆形转盘，6-转盘底座，7-伸缩杆旋钮，8-伸缩杆，9-手机支架，10-智能手机，11-固定螺栓，12-LED照明灯，13-远程蓝牙开关，14-白色聚丙烯片，15-特征点，16-手机支架旋钮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法，以实现岩石结构面形貌的快速、高精度获取，且成本低廉、步骤精简。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的岩石结构面形貌测量装置的整体结构示意图，图2为本发明实施例提供的岩石结构面形貌测量装置的的俯视示意图。参见图1和图2，所述岩石结构面形貌测量装置包括：工作台1、转盘底座6、铝合金制圆形转盘5、白色聚丙烯片14、智能手机10、手机调节装置以及LED照明装置。

具体地，所述转盘底座6位于所述工作台1中心；所述转盘底座6上放置所述铝合金制圆形转盘5；所述铝合金制圆形转盘5中心固定有所述白色聚丙烯片14；所述白色聚丙烯片14表面预设位置标记有多个特征点15；所述白色聚丙烯片14中心放置待测量的岩石结构面试样4。

在实际应用中，作为一个具体实施例，所述铝合金制圆形转盘5的直径可以为300mm，转盘5表面每隔15°标有角度坐标，用于获取岩石结构面表面形貌特征信息。所述矩形白色聚丙烯片14作为图像信息采集的背景，长×宽为280mm×260mm。在白色聚丙烯片14上标记五个特征点15，如图2所示，五个特征点15分别设置在矩形白色聚丙烯片14的长度方向和宽度方向上。控制同一方向上相邻两个特征点15之间的距离分别为150mm、100mm，用于识别岩石结构面试样4的不同起伏边。

所述手机调节装置以及所述LED照明装置均安装在所述工作台1上。所述智能手机10固定在所述手机调节装置上；所述手机调节装置用于调节所述智能手机10的倾角以及所述智能手机10与所述岩石结构面试样4之间的距离。所述LED照明装置用于在所述岩石结构面试样4上方建立漫射光条件。

具体地，所述手机调节装置包括伸缩杆旋钮7、伸缩杆8、手机支架旋钮16以及手机支架9。所述伸缩杆旋钮7装配在伸缩杆8底部，所述伸缩杆8通过所述伸缩杆旋钮7安装在所述工作台1上；所述伸缩杆旋钮7用于调节所述伸缩杆8的倾斜角度。所述手机支架9底部装配有用于调节手机支架9倾角的手机支架旋钮16。所述手机支架9通过所述手机支架旋钮16安装在所述伸缩杆8顶部。所述手机支架旋钮16用于调节所述手机支架9的倾斜角度。通过调节所述伸缩杆旋钮7、所述手机支架旋钮16以及所述伸缩杆8的长度，可以调节所述智能手机10的倾角以及所述智能手机10与所述岩石结构面试样4之间的距离。

所述LED照明装置包括LED照明灯12、旋柄2以及固定螺栓11。所述LED照明灯12安装在所述工作台1上。所述旋柄2以及固定螺栓11设置在所述LED照明灯12上，用于调节所述LED照明灯12的高度。具体地，所述LED照明灯12装配有可调节照明灯12高度的旋柄2，所述旋柄2上安装有固定螺栓11，用于固定照明灯12的高度。所述工作台1上的LED照明灯12在试样4上方建立漫射光条件，用于避免图像采集过程中产生结构面表面阴影。

在实际应用中，所述岩石结构面形貌测量装置还可以包括：远程蓝牙开关13；所述远程蓝牙开关13用于远程控制所述智能手机10拍摄所述岩石结构面试样4的图片。所述智能手机10由远程蓝牙开关13控制，可以防止图像采集过程中手机10的抖动。

作为一个具体实施例，所述岩石结构面形貌测量装置的具体操作过程如下：首先连接智能手机10与远程蓝牙开关13之间的信号，由远程蓝牙开关13操控智能手机10的拍摄。将智能手机10固定在伸缩杆8上的手机支架9上。在工作台1上的铝合金制圆形转盘5中心固定一张矩形白色聚丙烯片14，在白色聚丙烯片14上标记五个特征点15，如图2所示，五个特征点15分别设置在矩形白色聚丙烯片14的长度方向和宽度方向上。控制同一方向上相邻两个特征点15之间的距离分别为150mm、100mm。然后将岩石结构面试样4放置在白色聚丙烯片14中心。调整伸缩杆8的长度并通过伸缩杆旋钮7调节伸缩杆8的倾斜角度，再配合调节伸缩杆8上的手机支架旋钮16，使得智能手机10倾角为30°，并控制智能手机10与岩石结构面试样4之间的距离为25cm。转动旋柄2使得LED照明灯12的高度为55cm，拧紧固定螺栓11固定LED照明灯12高度。开启LED照明灯12的LED照明灯管3，在岩石结构面试样4上方建立漫射光条件。每隔15°转动一次铝合金制圆形转盘5，并操控远程蓝牙开关13拍摄一张照片，得到智能手机10在30°倾角下拍摄的12张照片。再次调整伸缩杆8的长度及倾斜角度，配合调节伸缩杆8上的手机支架旋钮9，使得智能手机10倾角为60°，并控制智能手机10与岩石结构面试样4之间的距离为25cm。每隔15°转动一次铝合金制圆形转盘5，并操控远程蓝牙开关13拍摄一张照片，得到智能手机10在60°倾角下拍摄的12张照片。将智能手机10两种倾角下拍摄得到的48张照片导入Metashape软件中，并采用高精度对齐设置进行图片对齐。在Metashape软件中识别白色聚丙烯片14上的五个特征点15，通过特征点15的位置获得具有随机维度的密集点云。根据白色聚丙烯片14上任意两个特征点15之间的距离及Metashape软件识别的相对应两个特征点之间的距离比，缩放密集点云，得到具有真实尺寸的密集点云。在Metashape软件中对具有真实尺寸的密集点云进行生成纹理处理，获得岩石结构面三维重建模型。

基于所述的岩石结构面形貌测量装置，本发明还提供一种岩石结构面三维重建方法。图3为本发明实施例提供的岩石结构面三维重建方法的流程图，图4为本发明实施例提供的岩石结构面三维重建方法的原理示意图。参见图4，本发明岩石结构面三维重建方法基于SfM(Structure from Motion)-MVS(MultiView Stereo)方法，包括图像信息采集、图片对齐、构建密集点云、缩放形成真实尺寸密集点云、获取岩石结构面三维重建模型等主要过程。参见图3和图4，所述岩石结构面三维重建方法包括：

步骤101：采用所述岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片。

本发明所述岩石结构面形貌测量装置提供了一种带有伸缩杆8、铝合金制圆形转盘5以及LED照明装置的工作台1，将智能手机10固定在工作台1的伸缩杆8上，并由一个远程蓝牙开关13来控制手机10的拍摄。在铝合金制圆形转盘5中心固定一张标记有5个特征点的白色聚丙烯片14，将岩石结构面试样4放置在白色聚丙烯片14中心，通过转动圆形转盘5，来获取不同拍摄位置和角度下岩石结构面表面的图像信息。本发明方法采用所述手机10在30°、60°两种倾角下拍摄两组照片(或图片)，每张图片均以白色聚丙烯片14为背景，用于获取岩石结构面宏细观三维形貌特征。

所述步骤101具体包括：

步骤1.1：通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离。

本发明方法共采集两轮照片，每轮得到24张照片。第一轮采集通过所述手机调节装置调节所述智能手机10的倾角为30°，并调节所述智能手机10与所述岩石结构面试样4之间的距离为25cm。第二轮采集通过所述手机调节装置调节所述智能手机10的倾角为60°，并调节所述智能手机10与所述岩石结构面试样4之间的距离为25cm。

步骤1.2：通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度至预设高度。所述预设高度优选为55cm。

步骤1.3：每隔预设角度转动一次铝合金制圆形转盘，并操控智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片，直至所述铝合金制圆形转盘转过360度。

优选的，每隔15°转动一次铝合金制圆形转盘5，并通过所述远程蓝牙开关13操控所述智能手机10拍摄所述岩石结构面试样4在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片。

步骤102：采用Metashape软件中的高精度对齐设置对所述多张图片进行图片对齐，生成对齐后图片。

将智能手机10拍摄的多张图片导入Metashape软件中，所述Metashape软件中采用高精度对齐设置，自动检测和匹配图像信息中的特征点。在图片对齐的过程中，重叠图像被自动检测和匹配，自动生成对齐后图片。

步骤103：识别所述对齐后图片背景中白色聚丙烯片上的多个特征点，输出具有随机维度的密集点云。

所述随机维度的密集点云不具备岩石结构面试样4的真实尺寸，因此要根据特征点的距离比缩放后，才能得到真实尺寸的密集点云。

步骤104：根据所述白色聚丙烯片上特征点之间的距离比对所述密集点云进行缩放，生成缩放后的真实尺寸密集点云。

具体地，根据白色聚丙烯片上相邻两个特征点之间的真实距离与Metashape软件识别的图片上相对应两个相邻特征点之间的距离之比，将密集点云缩放成真实尺寸密集点云，并对缩放后的真实尺寸密集点云进行生成纹理处理，从而获得岩石结构面三维重建模型。

步骤105：对所述真实尺寸密集点云进行生成纹理处理，获得真实尺寸的岩石结构面三维重建模型。

岩石结构面粗糙度系数(Joint Roughness Coefficient，JRC)作为实际工程应用中的参数，最开始是通过比较结构面轮廓的形态学参数进行估算。然而，通过这种方式估算的结构面粗糙度大小误差较大。而采用本发明方法能够精确测量岩石结构面三维宏细观形貌特征，保证高效构建岩石结构面三维模型，构建的所述岩石结构面三维重建模型可用于定量表征岩石结构面粗糙度的大小，从而为评价岩体工程的稳定性提供可靠依据。

传统的获取结构面表面形貌的方法，如轮廓仪、激光扫描仪，存在低精度和高成本的不足，本发明采用常用智能手机10的拍摄功能，提出一种新的岩石结构面表面形貌测量及三维重建方法，以实现结构面表面形貌的快速、高精度获取。本发明方法在Metashape软件中选择了高精度的对齐设置，将智能手机10拍摄的图片导入Metashape软件中，在图片对齐的过程中，重叠图像被自动检测和匹配。在Metashape软件中识别白色聚丙烯片14上的5个特征点，输出具有随机维度的密集点云。最后，根据白色聚丙烯片14上特征点之间的距离及软件中识别的特征点之间的距离比，缩放密集点云，并对缩放后的密集点云进行生成纹理处理，获得真实尺寸的岩石结构面三维重建模型。本发明提供的岩石结构面形貌测量及三维重建方法，利用基于计算机视觉理论和自动特征匹配算法的SfM三维重建方法，高效、直接地获取岩石结构面三维形貌特征信息；操作步骤精简，大量减少结构面形貌测量过程中人为因素的影响；通过Metashape软件重建岩石结构面三维模型，模型精度高；并且本发明方法所需成本低，可实现实际工程中岩石结构面三维宏细观形貌特征的获取及重建。

下面提供一个具体实施例来说明本发明岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法的具体实施过程。

参见图1和图2，本发明研制了一种带有伸缩杆8、铝合金制圆形转盘5以及LED照明装置的工作台1，工作台1尺寸为长×宽＝700mm×600mm。采用焊接方式连接工作台1与转盘底座6，转盘底座6位于工作台1中心，在转盘底座6上放置铝合金制圆形转盘5，转动铝合金制圆形转盘5来获取岩石结构面三维形貌特征。工作台1通过伸缩杆旋钮7连接伸缩杆8，伸缩杆旋钮7用于调节伸缩杆8的倾斜角度，伸缩杆8连接在转盘底座6正左方300mm的位置，伸缩杆8可调节长度，用于控制智能手机10与结构面试样4之间的距离。通过手机支架旋钮16连接伸缩杆8与手机支架9，手机支架旋钮16用于调节智能手机10的倾角。采用焊接方式在工作台1上连接可调节高度的LED照明灯12，LED照明灯12焊接在转盘底座6正右方220mm的位置，开启LED照明灯管3在岩石结构面试样4上方建立漫射光条件，防止图像信息采集过程中岩石结构面试样4表面产生阴影。

参见图3和图4，本发明岩石结构面形貌测量装置及岩石结构面三维重建方法的具体实施过程包括：

(1)将智能手机10固定在伸缩杆8的手机支架9上，并由一个远程蓝牙开关13来控制手机10的拍摄；

(2)在工作台1上的铝合金制圆形转盘5中心固定一张标记有5个特征点的白色聚丙烯片14，将岩石结构面试样4放置在白色聚丙烯片14中心；

(3)调整伸缩杆8的长度及倾斜角度，再配合调节伸缩杆上的旋钮16，使得智能手机10倾角为30°，并控制智能手机10与岩石结构面4之间的距离为25cm；

(4)通过调节LED照明灯12上的旋柄2控制LED照明灯12的高度为55cm，并开启LED照明灯12，在岩石结构面试样上方建立漫射光条件；

(5)每隔15°转动一次转盘5，并操控远程蓝牙开关13拍摄一张照片，得到24张照片；

(6)重复步骤(3)，使得智能手机10倾角为60°，并控制智能手机10与岩石结构面4之间的距离为25cm；

(7)重复步骤(5)，得到24张照片。将智能手机两种倾角下拍摄得到的48张照片导入Metashape软件中，并采用高精度对齐设置进行图片对齐；

(8)在Metashape软件中识别白色聚丙烯片14上的5个特征点，通过特征点的位置获得具有随机维度的密集点云；

(9)根据白色聚丙烯片14上任意两个相邻特征点之间的距离与Metashape软件识别的相对应两个相邻特征点之间的距离比，缩放密集点云，生成缩放后的真实尺寸密集点云，如图5所示。

(10)如图6所示，在Metashape软件中对缩放后的密集点云进行生成纹理处理，获得岩石结构面三维重建模型，如图7所示。由图7可见，采用本发明提出的岩石结构面形貌测量装置及三维重建方法，能精确测量岩石结构面三维宏细观形貌特征，且成本低廉、步骤精简，保证高效构建高精度岩石结构面三维模型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种岩石结构面形貌测量装置，其特征在于，包括：工作台、转盘底座、铝合金制圆形转盘、白色聚丙烯片、智能手机、手机调节装置以及LED照明装置；

所述转盘底座位于所述工作台中心；所述转盘底座上放置所述铝合金制圆形转盘；所述铝合金制圆形转盘中心固定有所述白色聚丙烯片；所述白色聚丙烯片表面预设位置标记有多个特征点；所述白色聚丙烯片中心放置待测量的岩石结构面试样；

所述手机调节装置以及所述LED照明装置均安装在所述工作台上；所述智能手机固定在所述手机调节装置上；所述手机调节装置用于调节所述智能手机的倾角以及所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离；所述LED照明装置用于在所述岩石结构面试样上方建立漫射光条件。

2.根据权利要求1所述的岩石结构面形貌测量装置，其特征在于，还包括：远程蓝牙开关；所述远程蓝牙开关用于远程控制所述智能手机拍摄所述岩石结构面试样的图片。

3.根据权利要求1所述的岩石结构面形貌测量装置，其特征在于，所述手机调节装置包括伸缩杆旋钮、伸缩杆、手机支架旋钮以及手机支架；

所述伸缩杆通过所述伸缩杆旋钮安装在所述工作台上；所述伸缩杆旋钮用于调节所述伸缩杆的倾斜角度；所述手机支架通过所述手机支架旋钮安装在所述伸缩杆上；所述手机支架旋钮用于调节所述手机支架的倾斜角度；通过调节所述伸缩杆旋钮、所述手机支架旋钮以及所述伸缩杆的长度，来调节所述智能手机的倾角以及所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离。

4.根据权利要求1所述的岩石结构面形貌测量装置，其特征在于，所述LED照明装置包括LED照明灯、旋柄以及固定螺栓；

所述LED照明灯安装在所述工作台上；所述旋柄以及固定螺栓设置在所述LED照明灯上，用于调节所述LED照明灯的高度。

5.一种岩石结构面三维重建方法，所述岩石结构面三维重建方法基于权利要求1所述的岩石结构面形貌测量装置，其特征在于，所述岩石结构面三维重建方法包括：

采用所述岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片；每张所述图片以白色聚丙烯片为背景；

采用Metashape软件中的高精度对齐设置对所述多张图片进行图片对齐，生成对齐后图片；

识别所述对齐后图片背景中白色聚丙烯片上的多个特征点，输出具有随机维度的密集点云；

根据所述白色聚丙烯片上特征点之间的距离比对所述密集点云进行缩放，生成缩放后的真实尺寸密集点云；

对所述真实尺寸密集点云进行生成纹理处理，获得真实尺寸的岩石结构面三维重建模型。

6.根据权利要求5所述的岩石结构面三维重建方法，其特征在于，所述采用所述岩石结构面形貌测量装置拍摄待测量的岩石结构面试样在不同拍摄位置及不同拍摄角度下的多张图片，具体包括：

通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离；

通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度至预设高度；

每隔预设角度转动一次铝合金制圆形转盘，并操控智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片，直至所述铝合金制圆形转盘转过360度。

7.根据权利要求6所述的岩石结构面三维重建方法，其特征在于，所述通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离，具体包括：

通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角为30°，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离为25cm。

8.根据权利要求6所述的岩石结构面三维重建方法，其特征在于，所述通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角至预设倾角，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离至预设距离，具体包括：

通过所述手机调节装置调节所述智能手机的倾角为60°，并调节所述智能手机与所述岩石结构面试样之间的距离为25cm。

9.根据权利要求6所述的岩石结构面三维重建方法，其特征在于，所述通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度至预设高度，具体包括：

通过所述LED照明装置调节所述LED照明灯的高度为55cm。

10.根据权利要求6所述的岩石结构面三维重建方法，其特征在于，所述岩石结构面形貌测量装置还包括远程蓝牙开关；所述每隔预设角度转动一次铝合金制圆形转盘，并操控智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片，具体包括：

每隔15°转动一次铝合金制圆形转盘，并通过所述远程蓝牙开关操控所述智能手机拍摄所述岩石结构面试样在当前拍摄位置以及当前拍摄角度下的图片。

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