一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及钻孔视频处理，特别设及将矿山钻孔窥视视频转换为钻孔全景图片， 属于地下钻孔成像技术领域。 技术背景
[0002] 前视钻孔窥视技术是地下工程领域常用的钻孔探测技术，其原理是在摄像头进入 或退出钻孔时对钻孔孔壁进行视频摄录，随后在视频回放过程中对钻孔进行定性分析。该 种方法简单、直观，可W通过钻孔视频对岩体有一个定性认识，但是无法得到钻孔内的定量 信息，例如裂隙宽度占钻孔总长度比例等。随着地下工程，尤其是地下矿井开采的深度越来 越深，围岩支护难度越来越大，对围岩内部详细信息提出了更高的要求，W往前视钻孔窥视 视频提供的定量信息越来越难W满足今后地下工程的要求。前视钻孔窥视视频实际上包 含了钻孔孔壁的所有信息，但通过简单视频回放仅能对钻孔孔壁进行定量分析，无法将视 频信息定量化、数据化。因此，提出了一种从前视钻孔窥视视频提取钻孔孔壁全景图片的方 法，来解决目前该个问题。
【发明内容】
[0003] 针对目前地下工程中使用的前视钻孔窥视系统录制的视频无法进行定量分析的 缺点，本发明主要提供了一种从前视钻孔窥视视频提取钻孔孔壁全景图片的方法，进一步 可W对全景图片进行分析进而得出钻孔所在围岩区域的定量分析。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，所述方法包括W下步骤：
[0006] (1)从前视钻孔窥视视频中提取每一帖画面作为单独的图片文件；
[0007] (2)在每一幅图片中选取包含有用信息的最大圆形区域并进行必要拉伸；
[000引 （3)将每一幅图片中选取的圆形区域通过坐标变换公式转换为矩形图片；
[0009] (4)根据窥视图片与钻孔孔壁之间的对应关系，W及窥视探头前进速度和视频帖 数，确定每幅图片中需要截取矩形的位置和宽度；
[0010] (5)将每一幅图片中截取出的矩形图片拼接起来，得到钻孔孔壁的全景图片。
[0011] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（1)中，仅对视频中窥视探头移动过程的视频进行提取，窥视探头静止时不进行提 取。
[0012] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（2)中，包含有用信息的最大圆形确定方法为，该圆形是图片上能够对应钻孔孔壁 上同一高度完整圆周的所有圆形中最大的。
[0013] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（2)中，圆形区域里的黑色区域代表距离窥视探头最远处的钻孔图像，如果不在圆 形的圆屯、处，应该将其拉伸至圆形圆屯、处。
[0014] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于：步骤做中，利用公式X2=R'arctan(yi/xi)，=人"+义2对步骤似中圆形区域进 行坐标变换为一个矩形图片，公式中Xi、yi表示转换前圆形图片中任意一点的坐标值，X2、y2 表示转换后的矩形图片所对应点的坐标值。
[0015] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（4)中，需截取矩形的位置确定方法是，分析图像与实际钻孔孔壁之间的对应关 系，当图片上的一段微小距离与其对应的钻孔孔壁上代表一段高度差的变化率相等时，微 小距离所在的位置就是所需截取的矩形的位置。
[0016] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（4)中，需截取矩形的宽度确定方法是，拍摄时摄像头的移动速度除W拍摄的视频 每秒钟帖数，得到临近两幅截图之间摄像头的真实移动距离，其在图像上对应的距离就是 所需截取的矩形的宽度。
[0017] 进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（3)、（4)之间的顺序可W相互对调，即可W先进行两个中的任意一个步骤，之后再 进行另外一个步骤。
[001引进一步，如上述所述的一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法，其特征在 于；步骤（5)中，经过步骤（4)得到的截取后的图片需要按照原图在视频中的先后顺序进行 拼贴。
[0019] 相对于对前视钻孔窥视视频直接回放，本方法可W将钻孔视频提取为钻孔孔壁全 景图片，进一步可W对图片进行定量分析，例如裂隙的宽度等信息，结合钻孔在空间中的位 置，可W计算钻孔中裂隙面的倾角和倾向等信息，再结合多个钻孔信息，甚至可W统计得出 围岩内的裂隙面=维完整分布。该方法将钻孔视频中的信息有效地通过全景图片的形式展 示出来，弥补了视频直接回放的不足，而且不需要对原有视频窥视系统进行任何硬件上的 改造或升级。
【附图说明】
[0020] 图1为一般的前视钻孔窥视探头工作示意图。
[0021] 图2为本发明一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的第一示意图。
[0022] 图3为本发明一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的第二示意图。
[0023] 图4为本发明一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法的较佳的实施方式 的原理流程图。
【具体实施方式】
[0024] 结合说明书附图和【具体实施方式】，对本发明所公开的一种前视钻孔窥视视频中提 取全景图片的方法进行详细的说明。
[0025] 图1为前视钻孔窥视仪探头在钻孔中工作的一般形式，其中11为摄像头，12为 LED光源，13为钻孔孔壁。探头摄像头11工作时，12的光源照在13的钻孔孔壁上，光线反 射后被11摄像头记录下来，得到钻孔窥视视频。
[0026] 图2为本发明对前视钻孔窥视视频截图的处理方法，图片中圆周21是图片中所有 代表钻孔孔壁同一高度的最大的圆周，其中R为图2中最大圆周21的半径，点22为圆周的 圆屯、。23为圆周中的任意一点，其坐标为（x^yi)。图2中圆环24所在的位置，就是通过步 骤（4)确定的每幅图片中需要截取的位置。
[0027] 图3为本发明对窥视视频截图进行坐标转换后的矩形图像，理论上讲其包含的信 息与图2中圆周21内包含的信息完全相同。图3中的点31，坐标为（X2,y2)，是图2中的点 23经过坐标转换得到的，表示与图2中点23在图3中所对应的点。同理，图3中的矩形32， 是图2中的圆环24经过坐标转换得到的，表示通过步骤（4)所确定的转换为矩形的图片中 需要截取的位置。
[002引图4为本发明一种前视钻孔窥视视频中提取全景图片的方法的较佳的实施方式 的原理流程图，该方法主要包括如下步骤：