一种基于计算机视觉的岩心线切割方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于计算机视觉的岩心线切割方法，包括采集待切割的岩心的图像，通过所述岩心的图像建立岩心三维模型；制作相应尺寸大小的柱塞样品三维边界模型；将所述岩心三维模型与所述柱塞样品三维边界模型在同一个三维坐标系中进行显示，筛选出最佳切割位置；将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述最佳切割位置，生成切割路径；对所述岩心按照所述切割路径进行切割。本发明专利技术提出的技术方案的有益效果是：通过先对待切割的岩心进行三维建模，再通过柱塞样品三维边界模型对岩心三维模型进行切割，从而可直观展现切割效果，可保证切割出的岩心柱塞规格达标、并降低岩心切割对岩心整体的破坏，提高剩余岩心的利用价值。提高剩余岩心的利用价值。提高剩余岩心的利用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机视觉的岩心线切割方法及系统


[0001]本专利技术涉及岩心处理
，尤其是涉及一种基于计算机视觉的岩心线切割方法及系统。

技术介绍

[0002]在钻取出全岩心样品后，要对全岩心进行切割，以获得若干个适用于微米CT驱替扫描规格的样品(最佳6～8mm的样品直径)。由于对样品规格要求严格，所以在切割过程中需要精准定位。
[0003]目前，在对小柱塞样品进行切割的过程中，普遍采用线切割(如申请号为CN201510975780.6的中国专利技术专利)或者钻样机钻取样品。实践中，岩心切割的重心放在切割下来的柱塞部分，而忽略剩余岩心的形态，剩余岩心由于形状的整体性被破坏，利用价值大大降低，同时，在切割位置定位时操作人员多靠目测和经验，即使有明确指示的岩心切割部分，也很难直观的做好切割设计，导致目标样品切割不精准及剩余岩心样品的浪费。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种基于计算机视觉的岩心线切割方法及系统，用以在线切割的过程中，对岩心切割位置进行精准定位，实现预期岩石样品制样目标，并降低岩心切割对岩心整体的破坏，提高剩余岩心的利用价值。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于计算机视觉的岩心线切割方法，包括：
[0006]S1、采集待切割的岩心的图像，通过所述岩心的图像建立岩心三维模型；
[0007]S2、根据实际实验需求，制作相应尺寸大小的柱塞样品三维边界模型；
[0008]S3、将所述岩心三维模型与所述柱塞样品三维边界模型在同一个三维坐标系中进行显示，将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述岩心三维模型中的不同切割位置，通过柱塞样品三维边界模型对岩心三维模型进行切割，生成各个不同位置切割后的柱塞样品三维模型及剩余岩心三维模型，比较各个柱塞样品三维模型及各个剩余岩心三维模型，以筛选出最佳切割位置；
[0009]S4、将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述最佳切割位置，并将所述柱塞样品三维边界模型投影到水平面，生成切割路径；
[0010]S5、对所述岩心按照所述切割路径进行切割。
[0011]在一些实施例中，步骤S1中，采集待切割的岩心的图像，通过所述岩心的图像建立岩心三维模型具体包括：
[0012]S11、采集待切割的岩心的图像；
[0013]S12、在所述岩心的图像中去除图像中的背景；
[0014]S13、通过若干个去除背景后的岩心图像建立岩心的三维模型。
[0015]在一些实施例中，所述步骤S12中，在所述岩心的图像中去除图像中的背景，具体包括如下步骤：
[0016]S121、挑选若干个岩心图像，对各个岩心图像进行预处理，标注出岩心在岩心图像上的位置信息；
[0017]S122、建立U
‑
net神经网络检测模型；
[0018]S123、通过标注后的岩心图像集训练所述U
‑
net神经网络检测模型；
[0019]S124、将待切割岩心的岩心图像导入训练后的U
‑
net神经网络检测模型中进行岩心检测，再将各个岩心图像裁切成仅包含岩心的图像。
[0020]在一些实施例中，所述步骤S13中，通过若干个去除背景后的岩心图像建立岩心的三维模型，具体为：
[0021]将若干个去除背景后的岩心图像使用单目视觉3D建模技术生成3D模型后，将3D模型导入3DS MAX软件中，建立岩心的三维模型。
[0022]在一些实施例中，所述步骤S4中，将所述柱塞样品三维边界模型投影到水平面，生成切割路径，具体为：
[0023]将所述柱塞样品三维边界模型投影到水平面，根据柱塞样品三维边界模型在水平面上的投影得到切割路径cad图。
[0024]在一些实施例中，所述步骤S5中，对所述岩心按照所述切割路径进行切割，具体包括：
[0025]S51、根据切割路径cad图生成线切割设备可以识别的3B代码；
[0026]S52、将岩心固定在线切割设备上，将3B代码导入线切割设备，对岩心进行切割。
[0027]本专利技术还提供了一种基于计算机视觉的岩心线切割系统，包括：
[0028]岩心建模模块，其用于采集待切割的岩心的图像，并通过所述岩心的图像建立岩心三维模型；
[0029]柱塞尺寸设计模块，其用于根据实际实验需求，制作相应尺寸大小的柱塞样品三维边界模型；
[0030]线切割设计模块，其用于将所述岩心三维模型与所述柱塞样品三维边界模型在同一个三维坐标系中进行显示，将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述岩心三维模型中的不同切割位置，通过柱塞样品三维边界模型对岩心三维模型进行切割，生成各个不同位置切割后的柱塞样品三维模型及剩余岩心三维模型，比较各个柱塞样品三维模型及各个剩余岩心三维模型，以筛选出最佳切割位置；
[0031]线切割路径生成模块，其用于将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述最佳切割位置，并将所述柱塞样品三维边界模型投影到水平面，生成切割路径；
[0032]线切割设备，其用于对所述岩心按照所述切割路径进行切割。
[0033]在一些实施例中，所述岩心建模模块包括岩心图像采集机构，所述岩心图像采集机构包括转盘、转动驱动件及摄像件，所述转盘上用于放置所述岩心，所述转动驱动件与所述转盘连接、并用于驱动所述转盘转动，所述摄像件用于拍摄所述转盘上的所述岩心。
[0034]在一些实施例中，所述转动驱动件包括转动驱动电机及减速件，所述转动驱动电机的输出轴与所述减速件的输入端连接，所述减速件的输出端与所述转盘连接。
[0035]在一些实施例中，所述转盘上垫设有防反光纸。
[0036]与现有技术相比，本专利技术提出的技术方案的有益效果是：通过先对待切割的岩心进行三维建模，再通过柱塞样品三维边界模型对岩心三维模型进行切割，从而可直观展现
切割效果，可保证切割出的岩心柱塞规格达标、并降低岩心切割对岩心整体的破坏，提高剩余岩心的利用价值。
附图说明
[0037]图1是本专利技术提供的基于计算机视觉的岩心线切割方法的一实施例的流程示意图；
[0038]图2是图1中步骤S1的流程示意图；
[0039]图3是本专利技术的一实施例中拍摄的部分岩心图像；
[0040]图4是图2中步骤S12的流程示意图；
[0041]图5是对岩心的原始图像进行标记的示意图；
[0042]图6是将图3中的各个岩心图像裁切后形成的仅包含岩心的图像；
[0043]图7是将图6中的各个图像导入reality capture软件后建立的岩心的三维模型；
[0044]图8是将柱塞样品三维边界模型移动至所述岩心三维模型中的某一切割位置的示意图；
[0045]图9是图1中步骤S5的流程示意图；
[0046]图10是本专利技术的一实施例中的切割路径cad图；
[0047]图11是本专利技术的一实施例中的岩心图像采集机构的立体结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的岩心线切割方法，其特征在于，包括：S1、采集待切割的岩心的图像，通过所述岩心的图像建立岩心三维模型；S2、根据实际实验需求，制作相应尺寸大小的柱塞样品三维边界模型；S3、将所述岩心三维模型与所述柱塞样品三维边界模型在同一个三维坐标系中进行显示，将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述岩心三维模型中的不同切割位置，通过柱塞样品三维边界模型对岩心三维模型进行切割，生成各个不同位置切割后的柱塞样品三维模型及剩余岩心三维模型，比较各个柱塞样品三维模型及各个剩余岩心三维模型，以筛选出最佳切割位置；S4、将所述柱塞样品三维边界模型移动至所述最佳切割位置，并将所述柱塞样品三维边界模型投影到水平面，生成切割路径；S5、对所述岩心按照所述切割路径进行切割。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的岩心线切割方法，其特征在于，步骤S1中，采集待切割的岩心的图像，通过所述岩心的图像建立岩心三维模型具体包括：S11、采集待切割的岩心的图像；S12、在所述岩心的图像中去除图像中的背景；S13、通过若干个去除背景后的岩心图像建立岩心的三维模型。3.根据权利要求2所述的基于计算机视觉的岩心线切割方法，其特征在于，所述步骤S12中，在所述岩心的图像中去除图像中的背景，具体包括如下步骤：S121、挑选若干个岩心图像，对各个岩心图像进行预处理，标注出岩心在岩心图像上的位置信息；S122、建立U
‑
net神经网络检测模型；S123、通过标注后的岩心图像集训练所述U
‑
net神经网络检测模型；S124、将待切割岩心的岩心图像导入训练后的U
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net神经网络检测模型中进行岩心检测，再将各个岩心图像裁切成仅包含岩心的图像。4.根据权利要求2所述的基于计算机视觉的岩心线切割方法，其特征在于，所述步骤S13中，通过若干个去除背景后的岩心图像建立岩心的三维模型，具体为：将若干个去除背景后的岩心图像使用单目视觉3D建模技术生成3D模型后，将3D模型导入3DS MAX软件中，建立岩心的三维模型。5.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的岩心线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨晨，韩登林，闫康，苏苗苗，杜皓，张娟，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：