專利名稱：便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種孔洞成像儀，尤其涉及一種便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀。
背景技術(shù)：
為探明煤礦井下煤層、構(gòu)造、水等局部地質(zhì)狀況，目前最廣泛采用的鉆孔技術(shù)，由于煤巖層構(gòu)造的變化、施工設(shè)備等因素，經(jīng)常造成實(shí)際孔洞軌跡偏移工程設(shè)計(jì)，這樣會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的數(shù)據(jù)分析；鉆孔巖心測(cè)定法仍然是地質(zhì)深部結(jié)構(gòu)特征的常用測(cè)定方法，而煤礦井下鉆孔洞取巖芯率極低，主要是靠孔口出來的鉆屑來分析，這樣的分析只能是非常粗略的，無法準(zhǔn)確定位裂隙、節(jié)理、層理、斷層等不連續(xù)結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)有測(cè)斜儀和鉆孔攝像儀、窺視儀等單一設(shè)備，國(guó)內(nèi)具備實(shí)時(shí)觀察孔壁視頻、生成數(shù)字全景巖心圖和巖心圖自動(dòng)疊加方位、傾角等地理數(shù)據(jù)等功能的儀器還是一個(gè)空白，因此，研究便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，對(duì)于于煤礦地質(zhì)勘探、工程質(zhì)量檢測(cè)和煤礦安全監(jiān)測(cè)等是十分有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種能夠?qū)崟r(shí)觀察和記錄孔壁視頻，自動(dòng)生成數(shù)字全景巖心圖和巖心圖自動(dòng)疊加方位、傾角等地理數(shù)據(jù)等功能的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，包括探頭和終端，所述的終端包括處理器(CPU)、內(nèi)存、IXD (液晶顯示器)、USB (通用串行總線)、SD卡(數(shù)碼安全卡)、鍵盤、電池和終端接口，所述內(nèi)存、LCD、USB、SD卡、鍵盤和終端接口均連接至處理器，終端接口還連接電池，所述探頭包括攝像頭、LED輔助光源和探頭接口，攝像頭和LED 輔助光源均連接至探頭接口，探頭接口和終端接口之間通過電纜線連接，其特征在于所述探頭還包括一個(gè)三軸電子羅盤，三軸電子羅盤信號(hào)通過探頭接口連接到終端。所述攝像頭為全景攝像頭，所述攝像頭對(duì)角視場(chǎng)角大于120°廣角或360°全景。所述全景攝像頭的物距為10_30mm。所述全景攝像頭的靈敏度在0. Ilux以下。所述全景攝像頭自帶LED輔助光源，照度值大于lOLux。所述三軸電子羅盤包括3組磁阻傳感器、加速度傳感器和磁力計(jì)，它們以X、Y、Z三軸方向排列。本發(fā)明便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明利用攝像頭，對(duì)孔洞的360°孔壁進(jìn)行連續(xù)攝像，通過圖像拼接技術(shù)拼接成數(shù)字巖心圖，附加上地理方位的信息，解決了煤礦井下鉆孔作業(yè)中的地質(zhì)信息采集的完整性和準(zhǔn)確性。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是本發(fā)明便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀的整體框圖。圖2是本發(fā)明便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀的成像光路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。請(qǐng)參閱圖1、圖2所示，是本發(fā)明所述的一種便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，包括探頭和終端，所述的終端包括處理器、內(nèi)存、IXD、USB、SD卡、鍵盤、電池和終端接口， 所述內(nèi)存、LCD、USB、SD卡、鍵盤和終端接口均連接至處理器，終端接口還連接電池，所述探頭包括攝像頭、LED輔助光源和探頭接口，攝像頭和LED輔助光源均連接至探頭接口，探頭接口和終端接口之間通過電纜線連接，所述探頭還包括一個(gè)三軸電子羅盤，三軸電子羅盤信號(hào)通過探頭接口連接到終端。所述處理器選用三星S5PV100，是三星專為嵌入式系統(tǒng)推出的、主頻為833MHz的處理器，為ARM Cortex-A8處理器，64位內(nèi)部總線構(gòu)架，提供了 24bit LCD接口、TVout接口、Camera 輸入接口、4 路串口、SD 卡接口、SPI、100M 網(wǎng)口、USB2. O-OTG 接口，USB HoST 接口、音頻輸入輸出接口、按鍵接口、1 接口等硬件資源，具有較高的主頻和豐富外設(shè)接口， 能滿足煤礦井下對(duì)孔洞成像儀處理能力的需求。所述內(nèi)存選用通用的筆記本DDR內(nèi)存條，容量為2048-512MB。所述IXD由內(nèi)置液晶顯示板和控制電路組成，選用6. 4-12英寸、分辨率為 800X600 或 1024*768、64K 色的 TFT LCD。所述攝像頭采用全景攝像頭，攝像頭對(duì)角視場(chǎng)角設(shè)計(jì)值要大于120°廣角或 360°全景；由于煤礦井下最小的孔洞大約在50mm左右，因此攝像頭物距設(shè)計(jì)值在10-30mm 之間(微距)；孔洞中沒有自然光源，由攝像頭附帶的發(fā)光LED燈組作為攝像用光源，因此攝像頭的靈敏度設(shè)計(jì)<0.1 lux (F=2.0);攝像頭輸出為標(biāo)準(zhǔn)視頻，中心視覺分辨率設(shè)計(jì)值不低于500 TVL，右上45°、右下45°、左上45°、左下45°設(shè)計(jì)值應(yīng)不低于300 TVL ；攝像頭需要360°全景圖像還原，因此圖像周邊枕型或桶形畸變等幾何失真設(shè)計(jì)值不大于3% ；攝像頭自帶LED輔助光源，照度設(shè)計(jì)值大于10 Lux0所述三軸電子羅盤內(nèi)含有3組磁阻傳感器、加速度傳感器和磁力計(jì)，以X、Y、Z三軸方向排列組成，磁力計(jì)用來補(bǔ)償瞬態(tài)磁場(chǎng)干擾，加速度傳感器用來補(bǔ)償可能會(huì)影響到磁阻傳感器工作的瞬態(tài)加速和檢測(cè)傾角、翻滾角，采用三軸電子羅盤定位算法，可提供攝像頭精確的方位角、傾角和翻滾角等地理位置信息。本發(fā)明的電源采用2組電池組成，最大輸出電壓為12. 8V，其中一組給攝像頭LED 輔助光源和終端顯示背光供電，一組電池給攝像頭和終端供電，二組電池不共地。本發(fā)明便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀的操作系統(tǒng)為Windows CE, Windows CE是一個(gè)32位、多任務(wù)、多線程的操作系統(tǒng)，是一種壓縮并可升級(jí)的軟件系統(tǒng)，即使在小內(nèi)存條件下，它也能提供較高的性能；Windows CE支持影音設(shè)備、鍵盤、串行端口、以太網(wǎng)連接器、通用串行總線(USB)等硬件外圍設(shè)備。請(qǐng)參閱圖2所示，本發(fā)明的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀探頭的金屬頭1 伸進(jìn)洞內(nèi)，在LED輔助光源2的照射下，攝像機(jī)將孔壁3柱面發(fā)射的光經(jīng)玻璃罩和鏡頭4后變換成圓環(huán)在CCD (圖像傳感器)5上成像，然后經(jīng)電路板和三軸電子羅盤，最后終端將圓環(huán)圖像轉(zhuǎn)換成全景圖像。
權(quán)利要求
1.一種便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，包括探頭和終端，所述的終端包括處理器、內(nèi)存、IXD、USB、SD卡、鍵盤、電池和終端接口，所述內(nèi)存、IXD、USB、SD卡、鍵盤和終端接口均連接至處理器，終端接口還連接電池，所述探頭包括攝像頭、LED輔助光源和探頭接口， 攝像頭和LED輔助光源均連接至探頭接口，探頭接口和終端接口之間通過電纜線連接，其特征在于所述探頭還包括一個(gè)三軸電子羅盤，三軸電子羅盤信號(hào)通過探頭接口連接到終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，其特征在于所述攝像頭對(duì)角視場(chǎng)角大于120°廣角或360°全景。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，其特征在于所述全景攝像頭的物距為10-30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，其特征在于所述全景攝像頭的靈敏度在0. Ilux以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，其特征在于所述全景攝像頭自帶LED輔助光源，照度值大于lOLux。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，其特征在于所述三軸電子羅盤包括3組磁阻傳感器、加速度傳感器和磁力計(jì)，它們以X、Y、Z三軸方向排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀，包括探頭和終端，所述的終端包括處理器、內(nèi)存、LCD、USB、SD卡、鍵盤、電池和終端接口，所述探頭包括攝像頭、三軸電子羅盤、LED輔助光源和探頭接口，所述探頭接口和終端接口之間通過電纜線連接。本發(fā)明便攜式煤礦井下數(shù)字孔洞全景成像儀能夠?qū)崟r(shí)觀察孔壁視頻，生成數(shù)字全景巖心圖和巖心圖自動(dòng)疊加方位、傾角等地理數(shù)據(jù)等功能的。
文檔編號(hào)G03B15/05GK102359778SQ20111018590
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者李培根, 林曉, 陳春江 申請(qǐng)人:福州華虹智能科技開發(fā)有限公司