详情

原文传递基于磨片装置的岩石细观结构三维重建系统及方法

专利名称：	基于磨片装置的岩石细观结构三维重建系统及方法
摘要：	一种基于磨片装置的岩石细观结构三维重建系统及方法。本发明通过对二维彩色图像使用线性空间滤波函数去噪；由RGB颜色空间转换为CIEXYZ颜色空间；采用阈值法对图像X、Y、Z三通道分别进行分割；对彩色图像进行直方图增强，再进行colorgrad边缘检测；对边分割后的图像和反边缘检测图像进行图像乘法；使用小波分析对彩色图像进行边缘检测；把分割好的图像导入MIMICS软件进行三维重构及材料参数赋值，再利用ABAQUS有限元程序进行实体转换。其有益效果是，岩石磨平面的二维彩色图像边缘检测更加精确，数字图像处理精确性高，可以区分颜色不同的矿物；图像采集质量及清晰度高；试验成本低，效率高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国矿业大学(北京)
发明人：	李英杰;任紫娴;马少鹏;王雪丽;刘德军
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910737487.4
公开号：	CN110487789A
代理机构：	北京国林贸知识产权代理有限公司
代理人：	唐维宁;李瑾
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学化环学院
主权项：	1.一种基于磨片装置的岩石细观结构三维重建方法，步骤如下： A、对二维彩色图像使用线性空间滤波函数去噪； B、由RGB颜色空间转换为CIEXYZ颜色空间； C、采用阈值法对图像X、Y、Z三通道分别进行分割； D、对步骤B中的彩色图像进行直方图增强，再进行colorgrad边缘检测；对边缘检测结果进行非线性全局拉伸以增加对比度，得到边缘检测结果；使用imcomplement方法得到取反边缘检测结果，进行二值化，得到取反边缘检测结果二值化图像； E、对步骤C中分割后的图像和步骤D中取反边缘检测图像进行图像乘法； F、使用小波分析对彩色图像进行边缘检测，在两种边缘检测结果中选取边缘检测效果相比较更好的； G、把分割好的图像导入MIMICS软件进行三维重构及材料参数赋值，再利用ABAQUS有限元程序进行实体转换。 2.一种为权利要求1所述三维重建方法提供岩石磨片的实验装置，包括水平工作台、导轨、计算机，导轨为直线形滑动导轨，导轨固定安装在水平工作台上，其特征是：所述岩石磨片实验装置还包括升降台、磨片装置、清洗烘干设备、图像采集设备；所述升降台设置在导轨上，沿所述导轨水平滑动；所述升降台安装有夹具，夹具伸出升降台的一端固定夹持岩石试件，岩石试件的磨平面朝下且与水平面平行；升降台设置有垂直的丝杆，丝杆旋转带动夹具沿其上下移动；在所述导轨的外侧，依次设置有磨片装置、清洗烘干设备、图像采集设备，所述导轨上设置有位置传感器分别对应所述磨片装置、清洗烘干设备、图像采集设备，当所述升降台到达相应位置时，位置传感器将发出到达信号；所述夹具夹持岩石试件随升降台沿轨道水平直线运动和沿升降台的丝杆上下移动，将岩石试件送至磨片装置进行磨平，送至清洗烘干设备对岩石磨平面进行清洗、烘干，送至图像采集设备采集图像；所述计算机安装有所述实验装置的操作控制程序和图像处理程序，操作控制程序用于所述实验装置的运行控制，获得岩石磨平面二维彩色图像；图像处理程序用于所述步骤A～F对岩石磨平面二维彩色图像进行处理。 3.根据权利要求2所述的岩石磨片实验装置，其特征是：所述图像采集设备包括筒状的壳体、自动对焦CCD彩色相机、LED灯、光电传感器，所述自动对焦CCD彩色相机通过USB接口将采集的图像传至计算机；所述壳体为封闭筒状，自动对焦CCD彩色相机安装在壳体内的底部，镜头垂直向上；所述壳体上端对应自动对焦CCD彩色相机的镜头位置有一垂直通孔，夹具将岩石试件送至通孔供图像采集；在壳体的底部和内筒壁上安装有LED灯。 4.根据权利要求3所述的岩石磨片实验装置，其特征是：所述磨片装置设置有磨片机、激光位移传感器，所述磨片机采用金刚石水磨片。 5.一种权利要求4所述岩石磨片实验装置的使用方法，其步骤如下： a、准备工作：调整夹具，将岩石试件固定在所述夹具上，岩石试件的磨平面水平朝下，设置所述清洗烘干设备的工作参数，如：清洗力度、烘干温度，调试图像采集设备，以便岩石试件到达时可准确拍摄，启动所述计算机的操作控制程序，设置岩石磨片厚度、磨片数量参数； b、通过计算机的操作控制程序操控实验装置的运行，升降台的丝杆转动，通过夹具调整岩石试件的高度，升降台沿导轨滑动，岩石试件移动且依次经过所述磨片装置、清洗烘干设备，在接收到位置传感器信号后，依次完成岩石试件的磨片工作和磨平面的清洗、烘干； c、所述夹具将岩石试件的磨平面移动至所述图像采集设备的筒状壳体上部的通孔处，操作控制程序接收光电传感器信号，自动对焦CCD彩色相机对磨平面进行图像采集，并将图像数据通过USB接口输出至计算机； d、所述升降台携夹具及岩石试件沿导轨滑动，回到磨片装置再次进行磨片；重复步骤c和步骤d，直至获取足够数量的岩石磨平面二维彩色图像； e、通过所述计算机中的图像处理程序，对岩石磨平面二维彩色图像进行处理。
所属类别：	发明专利