【摘要】：鉆孔成像技術(shù)可以用來實現(xiàn)觀測孔壁巖性變化、構(gòu)造裂隙、斷層巖溶和隱伏于孔壁外的巖體信息,廣泛應用于工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、災害地質(zhì)等方面的科學研究,以及管道檢測和重大工程建設(shè)時的地貌勘測。目前,市面上的鉆孔成像系統(tǒng)基本上是基于光學成像技術(shù)和圖像處理技術(shù)的數(shù)字式全景鉆孔攝像設(shè)備,能較好的實現(xiàn)鉆孔孔壁的全景數(shù)字化顯示,但因為探頭結(jié)構(gòu)阻擋了前方視角而不能滿足同時觀測鉆孔孔壁和鉆孔前方的工程需求。此外,鉆孔成像系統(tǒng)還應該能測量鉆孔軌跡,實現(xiàn)綜合測孔的目的。為了滿足更多實際工程的需要,擴大鉆孔成像技術(shù)的應用領(lǐng)域,解決更多的鉆孔勘探難題,本文研究了一種基于前視探頭,集成像、測斜、測深等功能于一體的多功能鉆孔成像系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了鉆孔成像系統(tǒng)涉及的相關(guān)理論,包括鉆孔軌跡測量技術(shù)、鉆孔圖像展開技術(shù)和圖像拼接技術(shù)。根據(jù)實際工程需要,通過比較光纖陀螺和磁性傳感器的體積、精度和成本等指標,選擇了基于磁性傳感器的姿態(tài)測量技術(shù)實現(xiàn)探頭的方位角、俯仰角和橫滾角的測量。使用改進的基于映射變換的全景圖像展開算法快速將環(huán)狀圖轉(zhuǎn)換為帶狀平面圖。通過提取相鄰圖像之間的特征,并結(jié)合橫滾角對圖像進行校準,完成了鉆孔圖像的無縫拼接。其次,詳細分析了多功能鉆孔成像系統(tǒng)的功能需求,完成了由主機、探頭和深度測量模塊組成的總體方案設(shè)計�；贠MAP4460平臺強大的圖形處理能力,能夠?qū)崟r完成信號處理、圖像顯示、軌跡繪制等功能。探頭由恒流LED照明電路、前置攝像頭和磁羅盤組成,實現(xiàn)圖像和姿態(tài)的采集,通過電纜連接至主機�；谠隽渴焦怆娋幋a器,可以實現(xiàn)鉆孔深度的精確測量,同樣通過電纜連接至主機。再次,結(jié)合成像系統(tǒng)的使用和顯示需求,基于Android系統(tǒng)設(shè)計了功能模塊和顯示界面的軟件框架,開發(fā)的專用APP軟件,實現(xiàn)了鉆孔信息全景式顯示、數(shù)據(jù)存儲和參數(shù)設(shè)置等功能,提升了用戶使用的體驗度。最后,為了評估多功能鉆孔成像系統(tǒng)的性能,在實驗室對其具備的功能、照明強度、攝像頭分辨率、磁羅盤精度和深度測量精度進行了充分測試,并選取了一個地面水文地質(zhì)觀測孔進行實地測量。測試結(jié)果表明,本文研制的鉆孔成像系統(tǒng)具有操作簡單、界面美觀的特點,工作狀態(tài)良好,測量結(jié)果準確,能夠完成預期的圖像信息采集、軌跡信息繪制和深度測量等功能,滿足實際工程需要。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TP311.56;P634
【圖文】：

金屬外殼專門安裝了透明窗口。磁性羅盤[8-11]。了鉆孔孔壁的可視化問題，但是該膠片。前者使得工程人員不能在操毫無意義；后者在需要對全鉆孔進力支出�；谏鲜銮闆r，單純的基是被后續(xù)的數(shù)字光學成像技術(shù)所兼），鉆孔攝像（BVC）開始進入勘測為黑白和彩色兩個階段，前者出現(xiàn)于。根據(jù)攝像頭的分布方式不同，BV類型。相比于 BPC，BVC 能夠?qū)嵈嫫饋磉M行回放，具有操作簡單、

的深度信息疊加到鉆孔視頻T）圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，在數(shù)字圖像處理技術(shù)的運用為。圖 1.2 為全景攝像探頭的結(jié)通過光學錐面鏡反射至攝像面圖像被稱之為全景圖像。由與全景圖像的變換關(guān)系并通過種方式的鉆孔成像設(shè)備有日本服務公司的 OPTV（Optical OBI-40。國內(nèi)基于該種方式全景鉆孔攝像系統(tǒng)（DPBCS，

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