[發明專利]一種通過計算實現爆破后重疊巖塊面積補償統計的方法

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• 申請號: 202210093070.0
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114612382A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 李海波;武仁杰;李曉鋒;傅帥旸;夏祥;于崇
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62
• 代理公司: 武漢江楚智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 42228
• 代理人: 吳秀蘭

本發明公開了本發明提供了一種通過計算實現爆破后重疊巖塊面積補償統計的方法，包括：獲取爆堆圖像中每個標定的無重疊巖塊的塊度參數；根據塊度參數獲得重疊巖塊面積補償參數；統計爆堆圖像中所有重疊巖塊的圖像統計面積，以及其最小包圍矩形的最小包圍矩形長軸、最小包圍矩形短軸及最小包圍矩形面積，根據重疊巖塊面積補償參數對巖塊重疊情況進行準確識別，并根據識別的巖塊重疊情況對應完成每個重疊巖塊尺寸的補償校正。本發明依據實際爆堆的形態校正攝影法獲得的巖塊尺寸誤差，克服了現有技術僅依據單次試驗爆破統計獲得固定補償數值或算法而不考慮爆堆實際情況的缺點，也避免了不同巖塊尺寸采用統一校正算法產生新誤差的缺點。

技術領域

本發明涉及巖石爆破技術領域，特別是一種通過計算實現爆破后重疊巖塊面積補償統計的方法。

背景技術

當巖塊以爆堆的形式堆積在一起時，不可避免的會造成巖塊之間的重疊。拍照獲得的二維圖像難以真實反映三維爆堆表面巖塊的重疊情況，導致攝影法無法統計表面被覆蓋巖塊真實的尺寸，低估了爆堆整體塊度的尺寸分布，故需對重疊部分的誤差進行補償。現有技術存在以下問題：

1、Maerz等(1996)在分析某次爆破后重疊巖塊的誤差后，設定補償概率為固定的28％，即將測量的直徑統一乘以128％以得到校正后尺寸。但單次爆破預估的補償概率對其他場地的爆破情況并不適用。

2、鄒定祥等(1983)在將圖片巖塊分布與篩分體積分布比較之后發現，由于巖塊之間的重疊，在使用圖像法統計爆堆巖塊尺寸時導致部分巖塊尺寸被低估，稱為“小化”現象。為修正這一誤差，文獻采用線性回歸校正的方式增大圖像統計巖塊尺寸。但一方面，試驗所用回歸方程只限于特定的某次爆破，其他場地為實現準確校正需首先完成圖像統計與手動篩分統計，二者比較后才能獲知回歸校正方程，手動篩分的工作量較大，無法直接應用于現場每一次爆破統計。另一方面，線性回歸校正方法僅適用于試驗爆破，是否適用于其他爆破情況還未知。

3、在現有圖像法統計巖塊的方法中，如專利CN104406983B，在獲取爆堆圖像后采用方格網的方式對爆堆巖塊尺寸進行評價，但并未考慮巖塊重疊誤差。被遮擋巖塊普遍存在于爆堆中，忽略這一誤差將難以準確評價重疊巖塊的尺寸，不能用于指導后續爆破優化。

現有的圖像統計研究中，普遍意識到了重疊巖塊導致圖像法統計巖塊尺寸偏小的現象，并采用固定補償概率法或回歸校正法修正此誤差。但實際上，不同爆堆形態會產生不同的巖塊重疊情況，而影響爆堆形態的因素眾多且復雜，相同參數的兩次爆破產生的爆堆形態也不盡相同，因此無法獲得通用的巖塊尺寸固定補償概率或回歸校正方程。且對于不同尺寸的巖塊而言，被重疊概率不同，大尺寸巖塊被其他巖塊遮擋的概率較大，而小尺寸巖塊被遮擋的概率較小，若對全部尺寸巖塊采用相同的概率或校正方程可能導致局部準確但其他尺寸仍具有較大誤差。本發明旨在根據爆堆的實際形態，依據現有實踐認知發現的某一位置的巖體受原生結構面作用，在爆破后產生的巖塊最長軸長度a、中間軸寬度b和最短軸厚度c之間的比值在不同尺寸大致相同的現象為基礎，統計并比較未重疊巖塊與重疊巖塊的最小包圍矩形面積與最小包圍矩形長寬等參數，結合算法實現對圖像法“小化”現象的校正，推導出爆堆巖塊的準確尺寸。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種通過計算實現爆破后重疊巖塊面積補償統計的方法，以解決上述技術背景中提出的問題。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一方面的，本發明提供了一種通過計算實現爆破后重疊巖塊面積補償統計的方法，包括以下步驟：

(1)獲取爆堆圖像中每個標定的無重疊巖塊的塊度參數，塊度參數包括每個無重疊巖塊的實際面積S、最小包圍矩形長軸a_矩、最小包圍矩形短軸b_矩和最小包圍矩形面積S_矩；

(2)根據塊度參數獲得重疊巖塊面積補償參數，重疊巖塊面積補償參數包括和

其中，計算公式為：