[發明專利]一種巖石微缺陷三維重構的方法及系統

在審

• 申請號: 202011384411.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112525932A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 王志亮;李松玉;賈帥龍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;G01B11/24;G01N21/95
• 代理公司: 合肥市道爾知識產權代理有限公司 34169
• 代理人: 司賀華

1.一種巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，其包括以下步驟：

采用激光掃描儀對巖石試樣進行全局掃描，獲得巖石外觀特征點云數據；

對所述外觀特征點進行依次分層與編號，對應確定每層的位置點和校驗點，完成巖石試樣外觀三維結構框架的搭建；

根據分層位置點的不同，采用CT掃描儀對巖石試樣進行按層掃描并排序，獲取巖石微缺陷圖像；

根據各個分層的校驗點，校驗各個位置點的圖像分層順序；

將校驗后的巖石微缺陷圖像按分層掃描順序裝配到所述巖石試樣外觀三維結構框架中，獲得巖石微缺陷重構三維結構圖。

2.如權利要求1所述的巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，采用激光掃描儀對巖石試樣進行全局掃描前，還包括步驟：

在巖樣周圍均勻布設球形標靶；

其中，收集數據的相鄰測站之間至少設置3對交錯分布的所述標靶。

3.如權利要求1所述的巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，采用激光掃描儀對巖石試樣進行全局掃描前，還包括步驟：

根據掃描精度需求，設置激光掃描儀的位置角度、分辨率、圖像采集方式、掃描時間以及全局無定向掃描模式。

4.如權利要求1所述的巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，采用CT掃描儀按層掃描并排序后，還包括步驟：

對掃描排序后的巖石微缺陷圖像數據進行二值化處理；

逐個檢查各個分層位置點二值化處理后的圖像是否滿足三維重構對圖像輪廓清晰度的要求：如不滿足，將對應分層位置點的層號帶入CT掃描儀進行指定位置二次掃描，獲取滿足輪廓清晰度要求的圖像并進行替換；

相應地更新替換后圖像的位置點和校驗點，校驗各個位置點的圖像分層順序。

5.如權利要求4所述的巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，將對應分層位置點的層號帶入CT掃描儀進行指定位置二次掃描后，還包括步驟：

檢查二次掃描及二值化處理后的圖像的輪廓清晰度，若不滿足要求，則對該分層位置點進行二次分層，一次分層間距為二次分層間距的整數倍；

確定二次分層后的位置點和校驗點，根據二次分層后的位置點進行三次掃描；

對三次掃描排序后的巖石微缺陷圖像數據進行二值化處理和圖像輪廓清晰度的比對：

若仍不符合要求，則繼續分層和掃描，直到獲取符合輪廓清晰度要求的圖像。

6.如權利要求1所述的巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，將校驗后的巖石微缺陷圖像按分層掃描順序裝配到所述巖石試樣外觀三維結構框架中，獲得巖石微缺陷重構三維結構圖，包括以下步驟：

將校驗后分層排序的巖石微缺陷圖像數據進行數據分析，生成對應的巖石微缺陷網格文件；

將所述巖石微缺陷網格文件導入所述巖石試樣外觀三維結構框架中進行重構，獲得入巖石微缺陷重構三維結構圖。

7.如權利要求1所述的巖石微缺陷三維重構的方法，其特征在于，對所述外觀特征點進行分層編號，包括以下步驟：

根據掃描精度需求，確定分層間距；

根據所述分層間距和巖石試樣高度，確定分層數量；

對獲取的巖石外觀特征點云數據進行整理，結合所述分層數量，確定分層編號。

8.一種應用如權利要求1-7所述的巖石微缺陷三維重構的方法進行巖石微缺陷三維重構的系統，其特征在于，其包括：

激光掃描模塊，其用于對巖石試樣進行全局掃描，獲得巖石外觀特征點云數據；

CT掃描模塊，其用于對巖石試樣分層掃描并按掃描順序排序，獲取巖石微缺陷圖像；

位移模塊，其用于控制巖石試樣二維移動；

總控模塊，其分別與所述激光掃描模塊、所述CT掃描模塊以及所述位移模塊通信連接，用于獲取數據、分層編號與排序、三維框架搭建、分層校驗、圖像裝配。