一種基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統的製作方法
2023-11-09 00:52:17 2
本發明屬於工程檢測技術領域，尤其涉及一種基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統。
背景技術：
目前通過鑽孔電視成像技術可以對整個礦井進行安全檢測，但是在檢測過程中如某一地點礦井出現問題，不能及時知道其的深度，給礦井監管帶來了不便，這是由於鑽孔電視成像技術系統中對鑽孔的檢測所成電視圖像的深度的測量，通常採用攝像頭與主機相連的導線在空口安裝的計數輪測量攝像頭的深度；或者通過圓形空心金屬管件上的標尺計算攝像頭的深度，達到標註鑽孔深度的目的，但是由於金屬管件的傾斜角度和標尺不清晰時，會導致攝像頭的深度不準確。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統，旨在解決現有鑽孔成像測量鑽孔深度不準確的問題。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：
一種基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統，該基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統通過以下方法實現鑽孔深度控制：
步驟一、根據目標儲層的地質資料的分析處理結果，確定目標儲層中水平井段中地質突變的預測區域，當所述水平井段中的鑽井鑽頭到達預測區域時，根據獲取的隨鑽地質資料，確定所述地質突變在所述預測區域中的位置和所述地質突變的類型；
步驟二、生成具有約束條件的地面模型及鑽井軌道模型；
步驟三、建立通用的靶平面方程以及靶點坐標系與井口坐標系之間的坐標轉換關係，以適用於各種井型的靶平面；
步驟四、基於所述井底點的軌跡參數和井段長度，預測入靶方向並校核是否滿足工程要求，所述入靶方向包括入靶井斜角和方位角；
步驟五、進行軌道碰撞掃描，並求出碰撞結果；
步驟六、根據入靶方向和碰撞結果進行鑽孔，獲取鑽孔原始圖像以及原始圖像加入環境光底色後的降質圖像，獲取所述原始圖像和降質圖像的色度差異以及利用所述色度差異對所述原始圖像進行色度補償以得到補償後圖像；
步驟七、對該補償後圖像數據進行校正獲得校正數據，對校正數據進行除噪處理獲得除噪數據，對除噪數據進行重排獲得重排數據，對重排數據進行卷積獲得卷積數據；
步驟八、基於實鑽軌跡最後兩測點的測斜數據，計算末測段的軌跡特徵參數，所述測斜數據為井深、井斜角、方位角，所述軌跡特徵參數用於表徵最後測段的軌跡形狀；
步驟九、將補償後圖像與軌跡特徵參數進行拼接，從多個拼接圖像中定義供處理的一組圖像，使該組圖像內的至少一個成分對齊，通過對一個或者更多個圖像進行剪裁、調整大小和旋轉來變換經過對齊的圖像中的一個或者更多個以產生一系列經過變換的圖像；
步驟十、利用基於多層小波係數對應的多個噪聲閾值的小波閾值去噪函數，對所述多層小波係數進行去噪處理，利用去噪處理後的多層小波係數重構對應的經過變換的圖像；
步驟十一、根據鑽井軌道模型和經過變換的圖像計算出實時鑽井方位和深度。
進一步，確定每層小波係數對應的噪聲閾值的步驟包括：
根據如下公式確定每層小波係數對應的噪聲閾值：
其中，g為含噪圖像的小波係數的總數，k為對應的分解層序數，λk為對含噪圖像進行g層小波分解後第k層的噪聲閾值；
δk＝median(|(wpq)k|)/0.6745
(wpq)k表示小波分解後第k層的水平，垂直，對角線方向上的高頻係數。
本發明的另一目的在於提供一種基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統，包括採集終端、圖像採集控制器和計算機，所述採集終端的輸入端分別與第一供電模塊和輸入模塊的輸出端電性連接；所述圖像採集控制器的輸入端與ccd圖像傳感器的輸出端電性連接；所述ccd圖像傳感器的輸入端分別與第一ccd攝像頭和第二ccd攝像頭的輸出端電性連接；所述計算機的輸入端通過區域網與採集終端的輸出端連接；所述計算機的輸入端分別與第二供電模塊和操作模塊的輸出端電性連接；所述計算機的輸出端分別與外存儲器、圖像融合模塊、圖像轉換模塊和數據處理模塊的輸入端電性連接；所述計算機的輸出端通過圖像採集分析模塊與圖像處理模塊的輸入端電性連接；所述計算機分別與ram存儲器、mram存儲器和資料庫電性連接。
進一步，所述採集終端的輸出端與第一顯示模塊的輸入端電性連接。
進一步，所述計算機的輸出端與第二顯示模塊的輸入端電性連接。
進一步，所述輸入模塊的輸入端與圖像採集控制器的輸出端電性連接。本發明具有的優點和積極效果是：該基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統，通過第一ccd攝像頭和第二ccd攝像頭對鑽孔內部情況進行檢測，保證檢測畫面的完整和清晰，採集終端將檢測畫面通過區域網傳送到計算機中，保證信息的安全送達，計算機利用圖像融合模塊、三維圖像轉換模塊、圖像採集分析模塊和圖像處理模塊對檢測畫面進行整合、分析處理，再利用數據處理模塊對鑽孔的數據進行最終的計算，利用計算機對檢測畫面中鑽孔的深度進行計算，計算精度高。通過生成具有約束條件的地面模型及鑽井軌道模型，建立通用的靶平面方程以及靶點坐標系與井口坐標系之間的坐標轉換關係，以適用於各種井型的靶平面，根據鑽井軌道模型和經過變換的圖像計算出實時鑽井方位和深度，測量結果依附於實際的鑽井軌跡，測量結果更加準確。
附圖說明
圖1是本發實施例提供的基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統結構示意圖。
圖中：1、採集終端；2、第一供電模塊；3、輸入模塊；4、圖像採集控制器；5、ccd圖像傳感器；6、第一ccd攝像頭；7、第二ccd攝像頭；8、計算機；9、區域網；10、第二供電模塊；11、操作模塊；12、外存儲器；13、圖像融合模塊；14、三維圖像轉換模塊；15、數據處理模塊；16、圖像採集分析模塊；17、圖像處理模塊；18、ram存儲器；19、mram存儲器；20、資料庫；21、第一顯示模塊；22、第二顯示模塊。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下。
下面結合附圖對本發明的結構作詳細的描述。
請參閱圖1：
本發明實施例提供的基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統，該基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統通過以下方法實現鑽孔深度控制：
步驟一、根據目標儲層的地質資料的分析處理結果，確定目標儲層中水平井段中地質突變的預測區域，當所述水平井段中的鑽井鑽頭到達預測區域時，根據獲取的隨鑽地質資料，確定所述地質突變在所述預測區域中的位置和所述地質突變的類型；
步驟二、生成具有約束條件的地面模型及鑽井軌道模型；
步驟三、建立通用的靶平面方程以及靶點坐標系與井口坐標系之間的坐標轉換關係，以適用於各種井型的靶平面；
步驟四、基於所述井底點的軌跡參數和井段長度，預測入靶方向並校核是否滿足工程要求，所述入靶方向包括入靶井斜角和方位角；
步驟五、進行軌道碰撞掃描，並求出碰撞結果；
步驟六、根據入靶方向和碰撞結果進行鑽孔，獲取鑽孔原始圖像以及原始圖像加入環境光底色後的降質圖像，獲取所述原始圖像和降質圖像的色度差異以及利用所述色度差異對所述原始圖像進行色度補償以得到補償後圖像；
步驟七、對該補償後圖像數據進行校正獲得校正數據，對校正數據進行除噪處理獲得除噪數據，對除噪數據進行重排獲得重排數據，對重排數據進行卷積獲得卷積數據；
步驟八、基於實鑽軌跡最後兩測點的測斜數據，計算末測段的軌跡特徵參數，所述測斜數據為井深、井斜角、方位角，所述軌跡特徵參數用於表徵最後測段的軌跡形狀；
步驟九、將補償後圖像與軌跡特徵參數進行拼接，從多個拼接圖像中定義供處理的一組圖像，使該組圖像內的至少一個成分對齊，通過對一個或者更多個圖像進行剪裁、調整大小和旋轉來變換經過對齊的圖像中的一個或者更多個以產生一系列經過變換的圖像；
步驟十、利用基於多層小波係數對應的多個噪聲閾值的小波閾值去噪函數，對所述多層小波係數進行去噪處理，利用去噪處理後的多層小波係數重構對應的經過變換的圖像；
步驟十一、根據鑽井軌道模型和經過變換的圖像計算出實時鑽井方位和深度。
進一步，確定每層小波係數對應的噪聲閾值的步驟包括：
根據如下公式確定每層小波係數對應的噪聲閾值：
其中，g為含噪圖像的小波係數的總數，k為對應的分解層序數，λk為對含噪圖像進行g層小波分解後第k層的噪聲閾值；
δk＝median(|(wpq)k|)/0.6745
(wpq)k表示小波分解後第k層的水平，垂直，對角線方向上的高頻係數。
本發明實施例提供的基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統包括採集終端1、圖像採集控制器4和計算機8，所述採集終端1的輸入端分別與第一供電模塊2和輸入模塊3的輸出端電性連接；所述圖像採集控制器4的輸入端與ccd圖像傳感器5的輸出端電性連接；所述ccd圖像傳感器5的輸入端分別與第一ccd攝像頭6和第二ccd攝像頭7的輸出端電性連接；所述計算機8的輸入端通過區域網9與採集終端1的輸出端連接；所述計算機8的輸入端分別與第二供電模塊10和操作模塊11的輸出端電性連接；所述計算機8的輸出端分別與外存儲器12、圖像融合模塊13、圖像轉換模塊14和數據處理模塊15的輸入端電性連接；所述計算機8的輸出端通過圖像採集分析模塊16與圖像處理模塊17的輸入端電性連接；所述計算機8分別與ram存儲器18、mram存儲器19和資料庫20電性連接。
進一步，所述採集終端1的輸出端與第一顯示模塊21的輸入端電性連接。
進一步，所述計算機8的輸出端與第二顯示模塊22的輸入端電性連接。
進一步，所述輸入模塊3的輸入端與圖像採集控制器4的輸出端電性連接。
工作原理：該基於計算機的圖像計算鑽孔深度控制系統，通過第一ccd攝像頭6和第二ccd攝像頭7對鑽孔的內部情況進行檢測拍攝，將拍攝畫面通過ccd圖像傳感器5發送到圖像採集控制器4，圖像採集控制器4將圖像通過輸入模塊3發送到採集終端1中，第一顯示模塊21實時顯示拍攝畫面，第一供電模塊2為採集終端1提供電源，採集終端1通過區域網9將圖像發送到計算機8中，第二供電模塊10為計算機8提供電源，計算機8利用圖像融合模塊13將第一ccd攝像頭6和第二ccd攝像頭7分別拍攝的畫面進行融合，融合出清晰完整的鑽孔內部畫面，通過三維圖像轉換模塊14將整合後的畫面轉換成3d畫面，工作人員通過操作模塊11可對3d畫面進行操作，利用圖像採集分析模塊16和圖像處理模塊17對3d畫面進行分析處理，再利用數據處理模塊15最終得出鑽孔的深度，第二顯示模塊22實時顯示工作流程，利用ram存儲器18、mram存儲器19和資料庫20，可對鑽孔的數據進行比對、採樣、存儲和查詢，以供後期使用；
通過生成具有約束條件的地面模型及鑽井軌道模型，建立通用的靶平面方程以及靶點坐標系與井口坐標系之間的坐標轉換關係，以適用於各種井型的靶平面，根據鑽井軌道模型和經過變換的圖像計算出實時鑽井方位和深度，測量結果依附於實際的鑽井軌跡，測量結果更加準確。
以上所述僅是對本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的範圍內。