基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于图像识别技术下的地质信息智能化采集系统与方法，包括通过图像采集模块采集环境全景图像；通过特征点定位模块提取识别全景图像中的坐标与轮廓信息，标示物转换模块链接二维码与数据库信息，纹理识别模块识别全景图像中的地质信息，通过上述模块获取的信息在数据库中进行整合对比后，提取施工工程数据，监测施工材料使用情况。本发明专利技术的优点在于：通过环境中提取的地质及施工情况的大数据，获取地质资料,监测工程施工质量，评估风险等级，极大的节省企业人员开支，保证了采集数据的真实客观性。

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统和方法
本专利技术涉及智能化采集，尤其涉及的是一种基于图像的地质信息智能化采集系统和方法。
技术介绍
目前，井下的信息采集是通过技术员深入现场获取，这种数据采集方式费工费时耗力，有时候在条件所限下，难以完成数据采集，且采集的数据有可能因人而异，数据的准确性存在问题；能在同一观测标准下，客观提取目标体的海量真实数据的识别方法和系统，这是数字化地质追求的目标。现阶段，人脸识别技术的应用，极大推动了图像识别技术的发展；图像识别技术向地质领域的推广和应用，为地质信息采集向智能化发展奠定了基础；识别同一地质目标体，图像识别技术获取的数据量远大于人工采集的数据量，这将推动数字地质的应用和发展；通过不间断的动态采集图像，可以近似实时监测预警巷道；此外，丰富的数据量使得利用虚拟现实技术再现地质目标体成为可能；深度推广和利用图像识别技术，将极大的节省企业人员开支，保证了采集数据的真实客观性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种基于图像识别技术的地质信息智能化采集系统和方法,保证了采集数据的真实客观性。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，用于识别井下巷道信息，包括：图像采集模块，采集环境全景图像；图像识别模块，获取图像采集模块采集的全景图像中的信息坐标及轮廓信息，包括特征点定位单元，标识物转换单元、纹理识别单元，特征点定位单元以巷道两帮腰线的连线和中线的垂线形成“十”字作为定位标识的中心点，获取中心点的三维坐标及中心点对应轮廓信息，在巷道无中线腰线情况下，自动选取固定参照物，提取固定参照物相对于后置于有中腰线环境的参照物的相对坐标，利用该坐标，自动提取巷道轮廓信息数据及中心点三维坐标；巷道出现中线腰线时，再以中线和腰线相交点为中心点，提取巷道轮廓信息数据；依据巷道数据精度要求，连续获取等间距或非等间接的延伸巷道中心点的三维坐标及对应的轮廓信息。标识物转换单元包括文字识别和二维码识别，通过二维码识别和文字识别获取巷道中设施和设备上的各种二维码，用于转换为图纸标准图例，链接设备数据库信息，纹理识别单元通过未支护巷道两侧及迎头揭露面提取巷道剖面信息，识别煤厚、断层断距及视倾角；数据库模块，存储图像识别模块中的特征点定位单元，标识物转换单元、纹理识别单元获取的全景图像中的信息坐标及轮廓信息；校正模块，修正数据库的数据；成图模块，利用数据库数据转换成预设格式文件，输出图件。作为优化的技术方案，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统还包括风险评估模块，风险评估模块通过数据库模块中不同时期图像识别数据进行对比，用以煤层回采储量预报，巷道形变量、顶板离层、巷道空顶，预报巷道风险等级等预报。作为优化的技术方案，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统还包括虚拟再现模块，基于数据库模块的更新信息，利用全息成像技术或者虚拟现实技术，再现井下巷道情况。作为优化的技术方案，所述校正模块，通过测绘人员提供的退尺点三维坐标，自动平差巷道特征点的三维坐标，修正数据库模块的信息；通过输入钻孔柱状图数据及目标岩层探底资料，自动修改数据库模块中的目标岩层或煤层等高线；出现不可识别的信息，手工修改输入数据库模块。作为优化的技术方案，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统还包括逻辑分析模块以及人工模块，逻辑分析模块和人工模块相连，逻辑分析模块连接到图像识别模块，逻辑分析模块和人工模块连接到校正模块，逻辑分析模块分析图纸的逻辑错误，将图像识别模块得到的信息与设计图纸数据进行比对，发生较大差别时，提交人工分析模块解决，通过校正模块校正数据库模块内相应的信息。作为优化的技术方案，所述纹理识别单元：同一岩层或者煤层面上的同标高点的连线获取走向线，利用走向线及倾向倾角识别走向；通过同一位置两侧及迎头剖面图像，自动识别剖面视倾角β，并通过巷道中线连线与走向的夹角，获得视倾向与岩层走向夹角γ，利用下述公式验证岩层三要素，或者利用视倾向与真倾向之间的夹角ω，验证岩层三要素：tgβ＝tgα.cosωtgβ＝tgα.sinγα真倾角；β视倾角；ω视倾向与真倾向之间的夹角；γ视倾向与岩层走向夹角。作为优化的技术方案，所述纹理识别单元还获取巷道内支护纹理数据，支护数据与施工人员信息链接，清晰展示施工件与施工人员对应关系；纹理识别单元还获取支护后巷道顶板纹理数据，顶板空顶和离层监测；还识别无法通过二维码标识的目标体，并获取目标体尺寸及需要的参数。本专利技术还公开一种基于图像识别技术的地质信息智能化识别方法，用于识别井下巷道信息，包括下述步骤：图像采集的步骤，采集环境全景图像；图像识别的步骤，获取上一步骤采集的全景图像中的信息坐标及轮廓信息，包括特征点定位、标识物转换，以及纹理识别的子步骤，特征点定位以巷道两帮腰线的连线和中线的垂线形成“十”字作为定位标识的中心点，获取中腰线巷道的三维坐标及中心点对应的轮廓信息，在巷道无中线腰线情况下，自动选取固定参照物，提取固定参照物相对于后置于有中腰线环境的参照物的相对坐标，利用该坐标，自动提取巷道轮廓信息数据，巷道出现中线腰线时，再以中线和腰线相交点为中心点，提取巷道轮廓信息数据；依据巷道数据精度要求，连续获取等间距或非等间接的延伸巷道中心点的三维坐标及对应的轮廓信息。标识物转换包括文字识别和二维码识别，通过二维码识别和文字识别获取巷道中设施和设备上的各种二维码，用于转换为图纸标准图例，链接设备数据库信息，纹理识别通过未支护巷道两侧及迎头揭露面提取巷道剖面信息，识别煤厚、断层断距及视倾角；上述图像识别步骤中的特征点定位、标识物转换、纹理识别获取的全景图像中的信息坐标及轮廓信息存入数据库；修正数据库的数据的步骤；利用数据库数据转换成预设格式文件的步骤。作为优化的技术方案，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别方法，还包括风险评估的步骤，通过数据库中不同时期图像识别数据进行对比，用以煤层回采储量预报，巷道形变量、顶板离层、巷道空顶，预报巷道风险等级等预报。作为优化的技术方案，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别方法，还包括虚拟再现的步骤，基于数据库的更新信息，利用全息成像技术或者虚拟现实技术，再现井下巷道情况。作为优化的技术方案，所述校正的步骤具体包括：通过测绘人员提供的退尺点三维坐标，自动平差巷道特征点的三维坐标，修正数据库的信息；通过输入钻孔柱状图数据及目标岩层探底资料，自动修改数据库中的目标岩层或煤层等高线；出现不可识别的信息，手工修改输入数据库。作为优化的技术方案，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别方法还包括逻辑分析以及人工修改的步骤，具体包括：将通过图像识别得到的信息与设计图纸数据进行比对，发生较大差别时，提交人工修改，然后校正数据库内相应的信息。作为优化的技术方案，所述纹理识别的子步骤具体包括：同一岩层或者煤层面上的同标高点的连线获取走向线，利用走向线及倾向倾角获取走向；作为优化的技术方案，所述纹理识别的子步骤具体包括：通过同一位置两侧及迎头剖面图像，自动识别剖面视倾角β，并通过巷道中线连线与走向的夹角，获得视倾向与岩层走向夹角γ，利用下述公式验证岩层三要素，或者利用视倾向与真倾向之间的夹角ω，验证岩层三要素：tg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，用于识别井下巷道信息，其特征在于，包括：图像采集模块，采集环境全景图像；图像识别模块，获取图像采集模块采集的全景图像中的信息坐标及轮廓信息，包括特征点定位单元，标识物转换单元、纹理识别单元，特征点定位单元以巷道两帮腰线的连线和中线的垂线形成“十”字作为定位标识的中心点，获取中心点的三维坐标及中心点对应轮廓信息，在巷道无中线腰线情况下，自动选取固定参照物，提取固定参照物相对于后置于有中腰线环境的参照物的相对坐标，利用该坐标，自动提取巷道轮廓信息数据及中心点坐标；巷道出现中线腰线时，再以中线和腰线相交点为中心点，提取巷道轮廓信息数据；依据巷道数据精度要求，连续获取等间距或非等间接的延伸巷道中心点的三维坐标及对应的轮廓信息，标识物转换单元包括文字识别和二维码识别，通过二维码识别和文字识别获取巷道中设施和设备上的各种二维码，用于转换为图纸标准图例，链接设备数据库信息，纹理识别单元通过未支护巷道两侧及迎头揭露面提取巷道剖面信息，识别煤厚、断层断距及视倾角；数据库模块，存储图像识别模块中的特征点定位单元，标识物转换单元、纹理识别单元获取的全景图像中的信息坐标及轮廓信息；校正模块，修正数据库的数据；成图模块，利用数据库数据转换成预设格式文件，输出图件。...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，用于识别井下巷道信息，其特征在于，包括：图像采集模块，采集环境全景图像；图像识别模块，获取图像采集模块采集的全景图像中的信息坐标及轮廓信息，包括特征点定位单元，标识物转换单元、纹理识别单元，特征点定位单元以巷道两帮腰线的连线和中线的垂线形成“十”字作为定位标识的中心点，获取中心点的三维坐标及中心点对应轮廓信息，在巷道无中线腰线情况下，自动选取固定参照物，提取固定参照物相对于后置于有中腰线环境的参照物的相对坐标，利用该坐标，自动提取巷道轮廓信息数据及中心点坐标；巷道出现中线腰线时，再以中线和腰线相交点为中心点，提取巷道轮廓信息数据；依据巷道数据精度要求，连续获取等间距或非等间接的延伸巷道中心点的三维坐标及对应的轮廓信息，标识物转换单元包括文字识别和二维码识别，通过二维码识别和文字识别获取巷道中设施和设备上的各种二维码，用于转换为图纸标准图例，链接设备数据库信息，纹理识别单元通过未支护巷道两侧及迎头揭露面提取巷道剖面信息，识别煤厚、断层断距及视倾角；数据库模块，存储图像识别模块中的特征点定位单元，标识物转换单元、纹理识别单元获取的全景图像中的信息坐标及轮廓信息；校正模块，修正数据库的数据；成图模块，利用数据库数据转换成预设格式文件，输出图件。2.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，其特征在于，还包括风险评估模块，风险评估模块通过数据库模块中连续时间内或者不同时期图像识别数据进行对比，用以煤层回采储量预报，预报巷道形变量、顶板离层、巷道空顶，预报巷道风险等级。3.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，其特征在于，所述校正模块，通过测绘人员提供的退尺点三维坐标，自动平差校正巷道特征点的三维坐标，修正数据库模块的信息；通过输入钻孔柱状图数据及目标岩层探底资料，自动修改数据库模块中的目标岩层或煤层等高线；出现不可识别的信息，手工修改输入数据库模块。4.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，其特征在于，该基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统还包括逻辑分析模块以及人工模块，逻辑分析模块和人工模块相连，逻辑分析模块连接到图像识别模块，逻辑分析模块和人工模块连接到校正模块，逻辑分析模块分析图纸的逻辑错误，将图像识别模块得到的信息与设计图纸数据进行比对，发生较大差别时，提交人工分析模块解决，通过校正模块校正数据库模块内相应的信息。5.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，其特征在于，所述纹理识别单元，获取巷道剖面数据，如断层断距、煤层厚度、倾向、倾角，走向参数；同一岩层或者煤层面上的同标高点的连线获取走向线，利用走向线及倾向倾角获取走向；通过同一位置两侧及迎头剖面图像，自动识别剖面视倾角β，并通过巷道中线连线与走向的夹角，获得视倾向与岩层走向夹角γ，利用下述公式验证岩层三要素，或者利用视倾向与真倾向之间的夹角ω，验证岩层三要素：tgβ＝tgα.cosωtgβ＝tgα.sinγα真倾角；β视倾角；ω视倾向与真倾向之间的夹角；γ视倾向与岩层走向夹角。6.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的地质信息智能化识别系统，其特征在于，所述纹理识别单元还获取巷道内支护纹理数据，支护数据与...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆彪，赵俊峰，童碧，程志忠，汪国胜，刘勇，史心全，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34