巖體裂縫動(dòng)態(tài)識(shí)別算法研究.pdf

1、礦井的安全問(wèn)題已經(jīng)逐步上升到十大安全隱患之一。對(duì)礦井巖體裂縫的研究對(duì)于預(yù)防巖體的坍塌有著深遠(yuǎn)的意義。隨著數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的工作可以由機(jī)器代替人來(lái)進(jìn)行。使用數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)研究礦井內(nèi)部巖體裂縫的動(dòng)態(tài)信息,不僅具有實(shí)時(shí)性,而且節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本,更保障了人身安全。
　　利用數(shù)字圖像處理和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),將其應(yīng)用于巖體裂縫的動(dòng)態(tài)識(shí)別分析系統(tǒng)中,不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)裂縫的圖像,而且能夠獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù),精

2、確地了解裂縫的實(shí)際情況,提高了裂縫的監(jiān)測(cè)效率。本文根據(jù)巖體的相關(guān)物理性質(zhì),重點(diǎn)研究了巖體裂縫的特征,并對(duì)巖體動(dòng)態(tài)裂縫識(shí)別系統(tǒng)中具體的實(shí)現(xiàn)方法展開深入的研究。主要完成了以下工作:
　　1.提出了一種適用于礦井下巖體裂縫圖像的預(yù)處理算法。該算法能夠很好的分離前景和背景,去除了許多不必要的噪聲,保留了需要進(jìn)一步研究的巖體紋理信息。通過(guò)采集了同一位置出現(xiàn)裂縫和未出現(xiàn)裂縫時(shí)的巖體紋理圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。從實(shí)驗(yàn)的整體效果可以看出,該算法比較

3、適用于礦井下巖體動(dòng)態(tài)裂縫圖像。
　　2.對(duì)比出了幾種常用的邊緣檢測(cè)算法的優(yōu)劣,分析了巖體裂縫圖像的實(shí)際情況,提出了一種基于亞像素的巖體裂縫邊緣檢測(cè)算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證兩副同一位置不同時(shí)間段采集的圖像的邊緣檢測(cè)效果。證明了該算法能夠取得較好的巖體裂縫邊緣檢測(cè)結(jié)果,具有一定的可行性。
　　3.提出了一種類指紋識(shí)別的巖體動(dòng)態(tài)裂縫識(shí)別算法。通過(guò)分析巖體裂縫圖像的具體特點(diǎn),利用指紋紋理和巖體紋理具有相似性的特點(diǎn),使用指紋紋理匹配的方法

4、來(lái)對(duì)同一位置不同時(shí)間裂縫出現(xiàn)前后的圖片進(jìn)行比對(duì),通過(guò)紋理的變化識(shí)別出動(dòng)態(tài)裂縫。通過(guò)在MATLAB軟件上仿真并模擬出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從結(jié)果可以看出這個(gè)算法在識(shí)別巖體裂縫上具有可行性,總體識(shí)別效果良好。
　　4.對(duì)識(shí)別出的動(dòng)態(tài)裂縫進(jìn)行進(jìn)一步的分析,對(duì)巖體裂縫寬度參數(shù)進(jìn)行定量檢測(cè),從而從定量的角度分析裂縫的實(shí)際變化。使用兩種測(cè)量方法分別對(duì)不同情況下的四種裂縫進(jìn)行測(cè)量,得出每種不同種類的動(dòng)態(tài)裂縫適合的情況。再選擇同一種寬度測(cè)量方法對(duì)比不同的亞像