煤岩地质影像实时量测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于地质编录技术领域，尤其涉及一种煤岩地质影像实时量测方法及系统，包括前端采集设备和影像编录平台，影像编录平台包括图像提取模块、参数设置模块、相对定向模块、绝对定向模块、核线影像生成模块、影像密集匹配模块以及立体影像编录模块，利用前端采集设备完成对煤矿井下图像的获取，再利用影像编录平台中各个模块之间的配合实现对图像的自动化处理，自动得到对应的三维立体图，减去了人为的操作，解决了煤岩地质影像量测实时性差的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
煤岩地质影像实时量测方法及系统


[0001]本专利技术属于地质编录
，尤其涉及一种煤岩地质影像实时量测方法及系统。

技术介绍

[0002]地质编录工作是支持煤矿安全高效生产的一项重要的基础技术工作，及时、准确、客观的记录采掘工程中不断揭露的地质现象，筛选和处理有用的地质信息，研究地质条件及其变化规律，为矿井安全生产提供科学可靠的地质情报，是现代化矿井对地质工作的根本要求。
[0003]在进行地质编录的过程中利用地质编录数字化来代替传统的手工作业模块，通过地质编录数字化使得整个地质编录处理的煤矿井下信息更加的准确和直观，同时对其得到的比例更加的准确。
[0004]但是现有的地质编录系统在进行煤矿井下的地质编录时，在前端完成对煤矿井下的拍摄之后的数据处理过程的时间很长，好几个步骤都需要手动的进行数据的录入同时还需要手动的进行各个步骤的启动，这就造成整个处理过程时间长，就不能在第一时间对煤矿井下的真实情况进行反应。
[0005]基于此，需要一种煤岩地质影像实时量测方法及系统，来解决煤岩地质影像量测时实时性差的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供种煤岩地质影像实时量测方法及系统，来解决煤岩地质影像量测时实时性差的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案提供一种煤岩地质影像实时量测系统，包括：
[0008]前端采集设备和影像编录平台；
[0009]前端采集设备包括微控制器、两个平行设置的摄像头、设置在两个摄像头中间位置处的激光发射器以及在激光发射器与煤壁之间设置的垂直半透明板；所述微控制器用于控制两个所述摄像头对煤壁的拍摄角度和拍摄距离的调节，并生成对应的煤壁参数，所述煤壁参数包括左右移动位移、前后移动位移、上下转动角度、激光方位角度和铅垂线长度；
[0010]其中激光发射器的激光起始点A点分别照射到垂直半透明板和煤壁上，照射点分别为B点和C点；所述激光发射器的照射角度与摄像机的拍摄角度一致；
[0011]所述微控制器还用于在确定好煤壁参数后，对B点坐标进行计算；
[0012]影像编录平台包括图像提取模块、参数设置模块、相对定向模块、绝对定向模块、核线影像生成模块、影像密集匹配模块以及立体影像编录模块；
[0013]图像提取模块，用于提取两个摄像头各自的当前原始图像；
[0014]参数设置模块，用于根据两个摄像头的型号，自动生成对应的摄像头参数，并对两个摄像头各自得到的当前原始图像进行畸变校正，得到校正图像；
[0015]还用于自动将对应的激光方位角度和铅垂线长度进行录入；
[0016]相对定向模块，用于根据摄像头参数设置步骤中得到的校正图像，利用算法自动提取出两张照片中的同名点B和C，得到各个像点的相对坐标；
[0017]绝对定向模块，用于通过图像识别算法自动找对图像中的B、C两点以及铅垂线的上下端点，同时输入计算出的B点坐标，之后调用参数设置模块中的录入的激光方位角度和铅垂线长度，得到各个像点的绝对坐标；
[0018]核线影像生成模块：根据摄像绝对定向步骤中得到的各个像点的绝对坐标，利用核线理论将同名点的匹配从二维搜索转化为一维搜索，并形成核线影像；
[0019]影像密度匹配模块，用于根据得到的核线影像进行影像密集匹配，并得到对应的视差图；
[0020]立体影像编录模块，用于根据得到的视差图，计算出对应的深度值并进行三维坐标的计算，从而形成三维立体图。
[0021]本方案的原理和效果是：通过前端的两个摄像头对煤壁进行图像的获取，在确定好拍摄位置之后就利用影像编录平台提取对应的当前图像信息，只需要填写对应的摄像机型号皆可以自动的通过对当前图像信息的畸变校正、找到各个像点的相对坐标和绝对坐标，并根据这些信息对图像进行立体的矫正，之后自动的生成对应的三维立体图。本申请文件通过影像编录平台的各个模块实现了对煤岩地质立体影像编录的自动化，而不用进行人工手动的进行数值的输入和流程的启动，使得整个立体影像编录所使用的时间更短，得到三维立体图的时间更快，这样就可以在第一时间知晓煤矿井下的真实情况，从而解决煤岩地质影像量测时实时性差的问题。
[0022]进一步的，还包括剖面图生成模块，用于根据三维立体图，自动生成对应的二维剖面图。通过二维剖面图的生成可以使得工作人员更加直观的对整个煤矿有一个很好的了解，同时也便于工作人员进行观察。
[0023]进一步的，所述摄像头参数包括畸变校正参数、内方位元素和像素。
[0024]畸变校正参数的设置完成对像对的畸变校正。
[0025]进一步的，所述A点和B点的之间的距离与垂直半透明板的长度均为恒定值。
[0026]通过这些值的恒定设置使得整个计算更加的便捷。
[0027]本专利技术还提供一种煤岩地质影像实时量测方法，包括以下步骤：
[0028]前端采集步骤：通过微控制器控制前端采集设备的两个摄像头进行拍摄角度和拍摄距离的调节，完成对测量位置的确认，即确认测量当前位置角度的煤壁参数；同时在确定测量位置之后进行实时的视频监测，所述煤壁参数包括左右移动位移、前后移动位移、上下转动角度、激光方位角度和铅垂线长度；与此同时，微控制器还用于在确定好煤壁参数之后，微控制器会对激光发射器照射到垂直透明板上的B点的坐标进行计算；
[0029]图像提取步骤：提取两个摄像头的当前原始图像；
[0030]摄像头参数设置步骤：根据两个摄像头的型号，自动生成对应的摄像头参数，并对像对进行畸变校正，得到校正图像；
[0031]摄站参数录入步骤：自动将对应的激光方位角度和铅垂线长度进行录入；
[0032]摄像相对定向步骤：根据摄像头参数设置步骤中得到的校正图像，利用算法自动提取出两张照片中的同名点B和C，得到各个像点的相对坐标；
[0033]摄像绝对定向步骤：通过图像识别算法自动找对图像中的B、C两点以及铅垂线的上下端点，同时输入计算出的B点坐标，之后调用摄站参数录入步骤中的录入的激光方位角度和铅垂线长度，得到各个像点的绝对坐标；
[0034]核线影像生成步骤：根据摄像绝对定向步骤中得到的各个像点的绝对坐标，利用核线理论将同名点的匹配从二维搜索转化为一维搜索，并形成核线影像；
[0035]影像密集匹配步骤：根据得到的核线影像进行影像密集匹配，并得到对应的视差图；
[0036]立体影像编录步骤：根据得到的视差图，计算出对应的深度值并进行三维坐标的计算，从而形成三维立体图。
[0037]本方案的原理和效果是：利用前端采集设备的两个摄像机拍摄煤壁来对煤壁的图像进行获取，之后根据不同的摄像机的型号自动对当前的图像进行畸变校正，校正完成之后先后自动进行各个像点的相对定向和绝对定向，为了使得这些定向更为的准确，利用核线影像生成和密度匹配完成对图像的立体矫正，之后自动生成三维立体图。本申请在对煤壁的图像采集之后就自动对图像进行各种处理以得到对应的三维立体图，各个步骤之间都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤岩地质影像实时量测系统，其特征在于，包括：前端采集设备和影像编录平台；前端采集设备包括微控制器、两个平行设置的摄像头、设置在两个摄像头中间位置处的激光发射器以及在激光发射器与煤壁之间设置的垂直半透明板；所述微控制器用于控制两个所述摄像头的拍摄角度和拍摄距离的调节，并生成对应的煤壁参数，所述煤壁参数包括左右移动位移、前后移动位移、上下转动角度、激光方位角度和铅垂线长度；其中激光发射器的激光起始点A点分别照射到垂直半透明板和煤壁上，照射点分别为B点和C点；所述激光发射器的照射角度与摄像机的拍摄角度一致；所述微控制器还用于在确定好煤壁参数后，对B点坐标进行计算；影像编录平台包括图像提取模块、参数设置模块、相对定向模块、绝对定向模块、核线影像生成模块、影像密集匹配模块以及立体影像编录模块；图像提取模块，用于提取两个摄像头各自的当前原始图像；参数设置模块，用于根据两个摄像头的型号，自动生成对应的摄像头参数，并对两个摄像头各自得到的当前原始图像进行畸变校正，得到校正图像；还用于自动将对应的激光方位角度和铅垂线长度进行录入；相对定向模块，用于根据摄像头参数设置步骤中得到的校正图像，利用算法自动提取出两张照片中的同名点B和C，得到各个像点的相对坐标；绝对定向模块，用于通过图像识别算法自动找对图像中的B、C两点以及铅垂线的上下端点，同时输入计算出的B点坐标，之后调用参数设置模块中的录入的激光方位角度和铅垂线长度，得到各个像点的绝对坐标；核线影像生成模块：根据摄像绝对定向步骤中得到的各个像点的绝对坐标，利用核线理论将同名点的匹配从二维搜索转化为一维搜索，并形成核线影像；影像密度匹配模块，用于根据得到的核线影像进行影像密集匹配，并得到对应的视差图；立体影像编录模块，用于根据得到的视差图，计算出对应的深度值并进行三维坐标的计算，从而形成三维立体图。2.根据权利要求1所述的煤岩地质影像实时量测系统，其特征在于：还包括剖面图生成模块，用于根据三维立体图，自动生成对应的二维剖面图。3.根据权利要求2所述的煤岩地质影像实时量测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：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，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：