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原文传递一种基于数字图像技术的岩石强度的均质度识别方法

专利名称：	一种基于数字图像技术的岩石强度的均质度识别方法
摘要：	本发明涉及一种基于数字图像技术的岩石均质度识别方法，其特征在于，包括试样制作与图像采集，通过对岩石表面图像的拍摄，获取岩石表面颜色信息，利用颜色的分布特征求解颜色均质度，并拟合得出颜色均质度与强度均质度间的函数关系，并利用该函数关系求解岩石强度均质度。该方法建立了岩石表面颜色均质度与岩石强度均质度之间的拟合关系，基于图像识别技术可方便地计算得出同类型、同批次岩石试样的强度均质度。可避免采用室内基本力学试验测试方法所带来的操作复杂性，以及有效的降低强度均质度的计算误差。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	鞍钢集团矿业有限公司
发明人：	韩连生;房洪亮;卢晓辉;范广海;雷洪才;程关文
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910889764.3
公开号：	CN110487794A
代理机构：	鞍山贝尔专利代理有限公司
代理人：	颜伟
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	114001 辽宁省鞍山市铁东区二一九路39号
主权项：	1.一种基于数字图像技术的岩石均质度识别方法，其特征在于，包括试样制作与图像采集，通过对岩石表面图像的拍摄，获取岩石表面颜色信息，利用颜色的分布特征求解颜色均质度，并拟合得出颜色均质度与强度均质度间的函数关系，并利用该函数关系求解岩石强度均质度，具体步骤如下：步骤一：试样制作与图像采集，用于建立岩石图像颜色信息数据库；步骤二：采用图像离散矩阵函数对岩石试件图像颜色信息进行提取；步骤三：通过拟合获取试件图像颜色均质度m；步骤四：拟合颜色均质度与强度均质度的函数关系，通过拟合关系函数，即可在已知岩石表面颜色均质度的情况下，求解任一同类岩石试件的强度均质度m'。 2.根据权利要求1所述的基于数字图像技术的岩石均质度识别方法，其特征在于，所述的步骤一：试样制作与图像采集包括下列步骤： 1.1 采用钻孔取芯的方式获取所需识别岩石的深部岩石试样，将现场钻取的岩芯表面呈螺纹状凹凸不平，岩芯也长短不一，上下表面不平整的岩芯进行二次加工，加工成长度一致的圆柱体试样，同时采用砂纸将试样表面打磨平整； 1.2 二次加工后的圆柱体试样，采用多角度、同亮度平移拍摄，并将拍摄的多张图像拼接成一张包含有许多像素的图像，作为下一步颜色信息提取所用图像。 3.根据权利要求2所述的基于数字图像技术的岩石均质度识别方法，其特征在于，所述的步骤二：采用图像离散矩阵函数对岩石试件图像颜色信息进行提取是；将步骤1.2中和拍摄的多张图像拼接成一张包含有许多像素的图像作为一个像素矩阵看待，每一个像素都包含三个颜色分量，根据红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三基色，将图像离散为一个矩阵函数，即式中：i为图像的像素高度，j为图像的像素宽度，利用数字图像处理技术提取数字图像中颜色分量对应的像素个数，并绘制出岩石颜色分量(R)的分布曲线。 4.根据权利要求3所述的基于数字图像技术的岩石均质度识别方法，其特征在于，所述步骤三：通过拟合获取试件图像颜色均质度m是：对绘制的岩石颜色分量(R)的分布曲线进行以颜色均质度m为自变量的Weibull曲线拟合，选取拟合度最高的Weibull曲线的均质度m作为岩石颜色均质度m。 Weibull分布函数的形式为： φ(α)＝m/α0(α/α0)m-1exp(-(α/α0)m) (2) 式中：α为随机变量，对于颜色分量的分布曲线，其为颜色分量变量；m为统计分布函数的形态参数,也即均质度系数；α0是尺度参数，可通过随机变量α的均质E(α)及均质度m利用式α0＝E(α)/Г(1+1/m)求出，其中Г()为gamma函数。 5.根据权利要求1所述的基于数字图像技术的岩石均质度识别方法，其特征在于，所述步骤四：拟合颜色均质度与强度均质度m'的函数关系是：基于岩石应变强度理论和岩石强度的随机统计分布假设，采用损伤力学理论，强度均质度m'可由下式计算： m'＝(ln(Eεc/σc))-1 (3) 式中：σc、εc分别为单轴加载条件下全程应力应变曲线的峰值点对应的应力及应变；E为弹性模量，根据同一批岩石试样进行基本力学测试，获取σc、εc、E等参数，即可求出该批次岩石试样的强度均质度m'。
所属类别：	发明专利