一种巷道摄影地质编录方法及系统

文档序号:1902803 发布日期:2021-11-30 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 一种巷道摄影地质编录方法及系统 (Roadway photographic geology compiling and recording method and system ) 是由 李云波 单礼岩 谢成梁 赵哲 杨鹏飞 张军 胡万利 何昭友 阎家光 覃海明 孙喆 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本发明涉及地质编录技术领域,具体涉及一种巷道摄影地质编录方法及系统,系统包括包括摄影模块、处理模块和编录模块,摄影模块上设有辅助定位模块;方法包括,拍摄巷道顶壁具有中轴线标识的定位图像,并识别中轴线标识的位置信息,根据位置信息判断摄影模块是否位于中轴线处;若是,向巷道侧壁的初始绝对坐标处发射点激光并测量拍摄距离值,根据拍摄距离值、预设夹角和勾股定理计算铅垂投影距离作为比例标尺,拍摄巷道单帮侧壁的侧壁图像;让计算单元根据比例标尺和初始绝对坐标计算侧壁图像上,点激光在多个预设距离值处的侧壁绝对坐标,让插接单元根据侧壁绝对坐标将侧壁图像按照顺序插接形成巷道单帮图像。本发明提高巷道编录的精度。(The invention relates to the technical field of geological logging, in particular to a roadway photographing geological logging method and a system, wherein the system comprises a photographing module, a processing module and a logging module, wherein the photographing module is provided with an auxiliary positioning module; the method comprises the steps of shooting a positioning image of a roadway top wall with a central axis mark, identifying position information of the central axis mark, and judging whether a photographing module is located at the central axis according to the position information; if so, emitting point laser to the initial absolute coordinate of the side wall of the roadway, measuring a shooting distance value, calculating a plumb projection distance as a proportional scale according to the shooting distance value, a preset included angle and a pythagorean theorem, and shooting a side wall image of the single-side wall of the roadway; and the calculation unit calculates the absolute coordinates of the side walls of the point laser at a plurality of preset distance values on the side wall image according to the scale and the initial absolute coordinates, and the insertion unit sequentially inserts the side wall images according to the absolute coordinates of the side walls to form the single wall image of the roadway. The invention improves the accuracy of roadway cataloging.)

一种巷道摄影地质编录方法及系统

技术领域

本发明涉及地质编录技术领域,具体涉及一种巷道摄影地质编录方法及系统。

背景技术

巷道是矿井在不同岩石中沿不同方向、以不同倾角、按不同断面和长度开凿形成的,根据巷道的功能可以分成多种,如开拓巷道、准备巷道和回采巷道等。为了巷道资料记录的及时性和准确性,以及在后续巷道施工时查阅到巷道的相关地质情况,例如安装猴车和单轨吊等,在巷道挖掘成型时进行地质编录十分必要。

目前,针对巷道单帮的地质情况通常是进行粗略记录,例如当左帮上露出了煤岩分界时,需要编录煤层走向,但针对该情况的记录方法一般是间隔10米(或者更远)测量一次,把高程连接起来,误差很大。单帮即巷道位于洞轴线两侧的侧壁面,在进行回采工作面、迎头面等的编录时,巷道地质情况记录精度差,需要在回采工作面、迎头面等的编录时进行部分巷道的图像采集编录,但是,由于回采工作面、迎头面等项目中掉落煤块或操作空间小的工作环境限制,不能靠近巷道的侧煤壁面进行图像拍摄,无法准确获取到巷道中局部侧壁放大后的细节地质情况。在拍摄巷道的侧煤壁面的图像时,由于巷道内宽度以及环境光照有限的限制,需要在巷道的中轴线上进行多张图像的采集,现有图像采集普遍是在大致的中轴线位置处进行,拍摄位置不够准确,影响图像的拍摄质量,导致编录精度低。

发明内容

本发明意在提供一种巷道摄影地质编录系统,以解决拍摄位置不准确造成编录精度低的问题。

本方案中的巷道摄影地质编录系统,包括摄影模块,所述摄影模块用于在巷道的中轴线上拍摄巷道单帮侧壁的侧壁图像;

还包括处理模块和编录模块,所述摄影模块上设有辅助定位模块;

辅助定位模块,位于摄影模块的顶端处,拍摄巷道顶壁具有中轴线标识的定位图像,所述辅助定位模块识别定位图像上中轴线标识的位置信息,并根据位置信息判断摄影模块是否位于中轴线处,当摄影模块位于中轴线处时,所述辅助定位模块向摄影模块发送拍摄侧壁图像的启动信号;

编录模块,用于从处理模块获取侧壁图像,并将侧壁图像按顺序插接形成巷道单帮图像,所述编录模块将巷道单帮图像建立巷道单帮三维模型,并发送至处理模块;

处理模块,用于获取摄影模块的侧壁图像并发送至编录模块,所述处理模块获取编录模块的巷道单帮三维模型进行输出显示。

本方案的有益效果是:

在摄影模块拍摄巷道的侧壁图像时,通过辅助定位模块拍摄定位图像,识别定位图像上中轴线标识的位置信息,判断摄影模块是否位于中轴线处,当摄影模块位于中轴线处,才让摄影模块启动拍摄侧壁图像,无需人为判断,提高拍摄位置的准确性,避免外界因素影响侧壁图像的拍摄效果;并且针对巷道单帮拍摄侧壁图像进行编录得到巷道单帮三维模型,能够准确记载巷道的地质情况,提高巷道编录的精度,便于后续针对已编录的信息进行待开采煤层信息的预测推断。

进一步,所述摄影模块上设有激光模块、水平指示模块和控制模块,所述激光模块用于向巷道侧壁已知初始绝对坐标的拍摄点发射点激光,并测量拍摄距离值,所述点激光的发射方向与水平向的夹角为预设角度,所述水平指示模块用于指示摄影模块拍摄方向是否水平,所述控制模块根据拍摄距离值、预设角度和勾股定理计算铅垂投影距离作为拍摄的比例标尺,所述控制模块将比例标尺和初始绝对坐标添加至侧壁图像上的点激光处,所述控制模块将添加了比例标尺和初始绝对坐标的侧壁图像发送至处理模块。

有益效果是:通过激光模块发射出点激光,并根据发射点激光的信息计算铅垂投影距离作为比例标尺,将比例标尺和初始绝对坐标添加至侧壁图像的点激光处,便于表征侧壁图像上各个点的绝对坐标。

进一步,所述编录模块包括计算单元和插接单元,所述计算单元根据比例标尺和初始绝对坐标计算侧壁图像上点激光在多个预设距离处的侧壁绝对坐标,所述插接单元根据侧壁绝对坐标将多个侧壁图像插接形成巷道单帮图像。

有益效果是:由计算单元根据侧壁图像上的比例标尺和初始绝对坐标计算多个点处的侧壁绝对坐标,让插接单元根据侧壁绝对坐标将多个侧壁图像插接形成巷道单帮图像,保持巷道单帮图像的连续性。

进一步,所述插接单元判断多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标是否相等,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标相等时,所述插接单元将侧壁图像插接在一起,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标不相等时,所述插接单元将相邻位置的绝对坐标作差并将差值小于阈值的侧壁图像插接在一起。

有益效果是:根据判断侧壁图像之间相邻位置上的侧壁绝对坐标是否相等,即拍摄的侧壁图像之间相接触,并将侧壁图像插接在一起,提高侧壁图像插接判断的准确性。

进一步,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标不相等且差值小于阈值时,所述插接单元先判断相邻位置的绝对坐标是否重叠,当相邻位置的绝对坐标未重叠时,所述插接单元在相邻位置的侧壁图像之间的空白处通过插值法进行像素填充和平滑处理。

有益效果是:当相邻位置的侧壁绝对坐标不相等时,判断相邻位置坐标是否重叠,在未重叠时,即拍摄的侧壁图像未连续覆盖巷道侧壁,通过插值法对相邻位置上侧壁图像间的空白处进行像素填充和平滑处理,保持巷道单帮图像的连续性。

进一步,所述摄影模块上设有提示单元,所述控制模块获取侧壁图像并识别侧壁图像的颜色信息,所述控制模块将颜色信息与预设颜色进行对比,当颜色信息与预设颜色相同时,所述控制模块判断摄影模块的镜头起雾并向提示单元发送等待适应的提示信息。

有益效果是:判断摄影模块是否已经提前取出以适应巷道环境,并在摄影模块未适应巷道环境时进行提示,防止摄影模块在拍摄侧壁图像时镜头起雾影响侧壁图像的清晰性,保持侧壁图像清晰性。

巷道摄影地质编录方法,包括以下步骤:

步骤一,让摄影模块上的辅助定位模块拍摄巷道顶壁具有中轴线标识的定位图像,并识别定位图像上的中轴线标识的位置信息,根据位置信息判断摄影模块是否位于中轴线处;

步骤二,当摄影模块位于巷道的中轴线处时,通过摄影模块上的激光模块向巷道侧壁的初始绝对坐标处发射点激光并测量拍摄距离值,点激光的发射方向与水平向的夹角为预设角度,由控制模块根据拍摄距离值、预设夹角和勾股定理计算铅垂投影距离作为比例标尺,由摄影模块拍摄巷道单帮侧壁的侧壁图像,并将比例标尺和初始绝对坐标添加至侧壁图像上的点激光处;

步骤三,由处理模块获取侧壁图像发送至编录模块,让计算单元根据比例标尺和初始绝对坐标计算侧壁图像上,点激光在多个预设距离值处的侧壁绝对坐标,让插接单元根据侧壁绝对坐标将侧壁图像按照顺序插接形成巷道单帮图像;

步骤四,由编录模块的巷道单帮图像建立巷道单帮三维模型发送至处理模块进行输出显示。

本方案的有益效果是:

通过拍摄巷道顶壁的定位图像,并识别定位图像上中轴线标识的位置信息,以位置信息判断摄影模块是否位于巷道的中轴线处,若是,则拍摄巷道单帮的侧壁图像,提高侧壁图像拍摄位置的准确性,避免因拍摄位置偏差引起的侧壁图像光线异常。

在拍摄侧壁图像时,通过对侧壁图像已知初始绝对坐标的点位、拍摄的预设角度、拍摄距离计算铅垂投影距离作为比例标尺,并计算侧壁图像上多个点的侧壁绝对坐标,根据侧壁绝对坐标插接形成巷道单帮图像,在侧壁图像拍摄位置准确的基础上,再进行插接,形成的巷道单帮图像更准确。

进一步,所述步骤三中,在插接侧壁图像时,提高插接单元先判断多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标是否相等,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标相等时,将侧壁图像插接在一起;当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标不相等时,由插接单元将相邻位置的绝对坐标作差并将差值小于阈值的侧壁图像插接在一起。

有益效果是:判断侧壁绝对坐标是否相等,即判断两个侧壁图像是否接触,若接触则直接插接在一起,若两个侧壁图像不接触,将两个间距较小的侧壁图像插接在一起,提高侧壁图像插接的准确性。

进一步,当差值小于阈值时,由插接单元先判断相邻位置的绝对坐标是否重叠,当相邻位置的绝对坐标未重叠时,在相邻位置的侧壁图像之间的空白处通过插值法进行像素填充,完成像素填充后进行平滑处理,当相邻位置的绝对坐标重叠时,由插接单元向计算单元反馈计算信号,让计算单元计算多个相邻位置的侧壁图像上的多个重叠绝对坐标,由插接单元根据重叠绝对坐标的等值判断重叠边界,并保留重叠边界内的任一侧壁图像进行插接。

有益效果是:判断相邻侧壁图像之间是否具有空白处,在空白处进行像素填充后平滑处理,以及在无空白的重叠时,计算多个重叠绝对坐标,并在剔除重叠后进行插接,保证侧壁图像插接的准确性和连续性。

进一步,还包括步骤五,通过处理模块识别巷道单帮图像上的地质信息,并判断地质信息是否为预设地质,地质信息包括地质参数,当地质信息为预设地质时,由处理模块根据地质参数推测预设地质的延伸分布信息。

有益效果是:便于通过已经编录形成的图像进行周围地质情况的自动推测,及时发现地质变化情况,以准确进行开采活动。

附图说明

图1为本发明实施例一中巷道摄影地质编录系统的示意性框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

实施例一

巷道摄影地质编录系统,如图1所示:包括摄影模块、处理模块、显示模块和编录模块,摄影模块可用现有的本安型摄像机,摄影模块用于在巷道的中轴线上拍摄巷道单帮侧壁的侧壁图像,为了提高巷道编录的完整性,可以分别对巷道的左帮和右帮的图像分别进行拍摄;摄影模块上设有辅助定位模块,辅助定位模块位于摄影模块的顶端处,辅助定位模块拍摄巷道顶壁具有中轴线标识的定位图像,辅助定位模块识别定位图像上中轴线标识的位置信息,并根据位置信息判断摄影模块是否位于中轴线处,辅助定位模块包括拍摄定位图像的摄像头和进行位置信息判断的微控制器,位置信息识别通过中轴线标识两侧的面积比例进行,例如当摄影模块位于中轴线处时,位置信息为“1”,当摄影模块位于中轴线处时,辅助定位模块向摄影模块发送拍摄侧壁图像的启动信号,启动信号通过微控制器进行发送。

摄影模块上安装有激光模块、水平指示模块和控制模块,激光模块用于向巷道侧壁已知初始绝对坐标的拍摄点发射点激光,并测量拍摄距离值,激光模块可用现有的测距激光器,点激光的发射方向与水平向的夹角为预设角度,水平指示模块用于指示摄影模块拍摄方向是否水平,水平指示模块可用现有的数字水平量规,控制模块根据拍摄距离值、预设角度和勾股定理计算铅垂投影距离作为拍摄的比例标尺,例如拍摄距离为L,预设角度为θ,铅垂投影为L*sinθ,控制模块获取摄影模块的侧壁图像,控制模块将比例标尺和初始绝对坐标添加至侧壁图像上的点激光处,控制模块通过现有的无线通信模块将添加了比例标尺和初始绝对坐标的侧壁图像发送至处理模块。

处理模块用于获取摄影模块的侧壁图像并发送至编录模块,编录模块用于从处理模块获取侧壁图像,并将侧壁图像按顺序插接形成巷道单帮图像,编录模块将巷道单帮图像建立巷道单帮三维模型,并发送至处理模块,处理模块获取编录模块的巷道单帮三维模型进行输出显示,显示通过显示模块进行,显示模块可用现有的显示屏进行。

编录模块包括计算单元和插接单元,计算单元根据比例标尺和初始绝对坐标计算侧壁图像上点激光在多个预设距离处的侧壁绝对坐标,例如将比例标尺与图上距离相除得到比例系数,然后根据图像上测量的图上长度乘以比例系数得到绝对坐标,计算单元可用现有的EgoInfo解释软件;插接单元根据侧壁绝对坐标将多个侧壁图像插接形成巷道单帮图像,即,插接单元判断多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标是否相等,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标相等时,插接单元将侧壁图像插接在一起,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标不相等时,插接单元将相邻位置的绝对坐标作差并将差值小于阈值的侧壁图像插接在一起,阈值小于侧壁图像在实际的绝对坐标的间距的二分之一,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标不相等且差值小于阈值时,插接单元先判断相邻位置的绝对坐标是否重叠,当相邻位置的绝对坐标未重叠时,插接单元在相邻位置的侧壁图像之间的空白处通过插值法进行像素填充和平滑处理,当相邻位置的绝对坐标重叠时,插接单元向计算单元反馈计算信号,计算单元根据计算信号计算多个相邻位置的侧壁图像上的多个重叠绝对坐标,插接单元根据重叠绝对坐标的等值判断重叠边界,并保留重叠边界内的任一侧壁图像进行插接。

基于上述巷道摄影地质编录系统的巷道摄影地质编录方法,包括以下步骤:

步骤一,让摄影模块上的辅助定位模块拍摄巷道顶壁具有中轴线标识的定位图像,并识别定位图像上的中轴线标识的位置信息,根据位置信息判断摄影模块是否位于中轴线处。

步骤二,当摄影模块位于巷道的中轴线处时,通过摄影模块上的激光模块向巷道侧壁的初始绝对坐标处发射点激光并测量拍摄距离值,点激光的发射方向与水平向的夹角为预设角度,由控制模块根据拍摄距离值、预设夹角和勾股定理计算铅垂投影距离作为比例标尺,由摄影模块拍摄巷道单帮侧壁的侧壁图像,并将比例标尺和初始绝对坐标添加至侧壁图像上的点激光处。

步骤三,由处理模块获取侧壁图像发送至编录模块,让计算单元根据比例标尺和初始绝对坐标计算侧壁图像上,点激光在多个预设距离值处的侧壁绝对坐标,让插接单元根据侧壁绝对坐标将侧壁图像按照顺序插接形成巷道单帮图像。

在步骤三中,在插接侧壁图像时,提高插接单元先判断多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标是否相等,当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标相等时,将侧壁图像插接在一起;当多个侧壁图像上相邻位置的侧壁绝对坐标不相等时,由插接单元将相邻位置的绝对坐标作差并将差值小于阈值的侧壁图像插接在一起,当差值小于阈值时,由插接单元先判断相邻位置的绝对坐标是否重叠,当相邻位置的绝对坐标未重叠时,在相邻位置的侧壁图像之间的空白处通过插值法进行像素填充,完成像素填充后进行平滑处理,当相邻位置的绝对坐标重叠时,由插接单元向计算单元反馈计算信号,让计算单元计算多个相邻位置的侧壁图像上的多个重叠绝对坐标,由插接单元根据重叠绝对坐标的等值判断重叠边界,并保留重叠边界内的任一侧壁图像进行插接。

步骤四,由编录模块的巷道单帮图像建立巷道单帮三维模型发送至处理模块进行输出显示。

本实施例一通过对巷道单帮图像进行拍摄,并且在拍摄前先通过拍摄中轴线标识的定位图像,识别出定位图像上中轴线标识的位置信息,根据位置信息判断拍摄巷道单帮图像的位置是否准确,无需人为判断,提高拍摄位置的准确性,防止外部因素影响巷道单帮图像的拍摄的误差,提高巷道编录的精度,准确记录巷道的地质情况,便于后续针对已编录的信息进行待开采煤层信息的预测推断。

实施例二

与实施例一的区别在于,巷道摄影地质编录系统的巷道摄影地质编录系统,摄影模块上安装有提示单元,提示单元可用现有的蜂鸣器,控制模块获取侧壁图像并识别侧壁图像的颜色信息,颜色信息的识别可用现有的颜色特征算法,例如颜色直方图进行,控制模块将颜色信息与预设颜色进行对比,当颜色信息与预设颜色相同时,控制模块判断摄影模块的镜头起雾并向提示单元发送等待适应的提示信息。

巷道摄影地质编录系统的巷道摄影地质编录方法,由控制模块获取侧壁图像并识别颜色信息,并将颜色信息与预设颜色进行对比,当颜色信息与预设颜色相同时,通过控制模块判断摄影模块的镜头起雾并向提示单元发送等待适应的提示信息。

本实施例一判断摄影模块是否已经提前取出以适应巷道环境,并在摄影模块未适应巷道环境时进行提示,防止摄影模块在拍摄侧壁图像时镜头起雾影响侧壁图像的清晰性,保持侧壁图像清晰性。

实施例三

与实施例一的区别在于,巷道摄影地质编录系统的巷道摄影地质编录系统,处理模块识别单帮图像上的地质信息,并判断地质信息是否为预设地质,当地质信息为预设地质时,处理模块根据地质参数推测预设地质的延伸分布信息,例如地质参数。

巷道摄影地质编录系统的巷道摄影地质编录方法,还包括步骤五,通过处理模块识别巷道单帮图像上的地质信息,并判断地质信息是否为预设地质,地质信息包括地质参数,当地质信息为预设地质时,由处理模块根据地质参数推测预设地质的延伸分布信息,例如根据地质分布延伸的情况进行推测。例如两个相互平行的巷道,其中一个巷道的地质信息为在50米和倾角a处有个断层,根据巷道的倾斜方向延伸判断断层是否能够延伸至另一巷道,从而来推测另一巷道在有个断层,将俩个连接起来形成延伸分布信息。

本实施例三通过在便暴露得到巷道单帮图像之后,识别巷道单帮图像上的地质信息,例如识别到断层,再自动根据断层信息的地质参数,例如断层位置、厚度和倾斜角度等,推测断层的延伸分布信息,能够及时发现地质变化情况,以准确进行开采活动。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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