专利名称：便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种孔洞成像仪，尤其涉及一种便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪。
背景技术：
为探明煤矿井下煤层、构造、水等局部地质状况，目前最广泛采用的钻孔技术，由于煤岩层构造的变化、施工设备等因素，经常造成实际孔洞轨迹偏移工程设计，这样会严重影响后续的数据分析；钻孔岩心测定法仍然是地质深部结构特征的常用测定方法，而煤矿井下钻孔洞取岩芯率极低，主要是靠孔口出来的钻屑来分析，这样的分析只能是非常粗略的，无法准确定位裂隙、节理、层理、断层等不连续结构。目前国内有测斜仪和钻孔摄像仪、窥视仪等单一设备，国内具备实时观察孔壁视频、生成数字全景岩心图和岩心图自动叠加方位、倾角等地理数据等功能的仪器还是一个空白，因此，研究便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，对于于煤矿地质勘探、工程质量检测和煤矿安全监测等是十分有意义的。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种能够实时观察和记录孔壁视频，自动生成数字全景岩心图和岩心图自动叠加方位、倾角等地理数据等功能的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪。本发明是这样实现的一种便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，包括探头和终端，所述的终端包括处理器(CPU)、内存、IXD (液晶显示器)、USB (通用串行总线)、SD卡(数码安全卡)、键盘、电池和终端接口，所述内存、LCD、USB、SD卡、键盘和终端接口均连接至处理器，终端接口还连接电池，所述探头包括摄像头、LED辅助光源和探头接口，摄像头和LED 辅助光源均连接至探头接口，探头接口和终端接口之间通过电缆线连接，其特征在于所述探头还包括一个三轴电子罗盘，三轴电子罗盘信号通过探头接口连接到终端。所述摄像头为全景摄像头，所述摄像头对角视场角大于120°广角或360°全景。所述全景摄像头的物距为10_30mm。所述全景摄像头的灵敏度在0. Ilux以下。所述全景摄像头自带LED辅助光源，照度值大于lOLux。所述三轴电子罗盘包括3组磁阻传感器、加速度传感器和磁力计，它们以X、Y、Z三轴方向排列。本发明便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪有如下优点本发明利用摄像头，对孔洞的360°孔壁进行连续摄像，通过图像拼接技术拼接成数字岩心图，附加上地理方位的信息，解决了煤矿井下钻孔作业中的地质信息采集的完整性和准确性。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。图1是本发明便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪的整体框图。图2是本发明便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪的成像光路示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例来对本发明进行详细的说明。请参阅图1、图2所示，是本发明所述的一种便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，包括探头和终端，所述的终端包括处理器、内存、IXD、USB、SD卡、键盘、电池和终端接口， 所述内存、LCD、USB、SD卡、键盘和终端接口均连接至处理器，终端接口还连接电池，所述探头包括摄像头、LED辅助光源和探头接口，摄像头和LED辅助光源均连接至探头接口，探头接口和终端接口之间通过电缆线连接，所述探头还包括一个三轴电子罗盘，三轴电子罗盘信号通过探头接口连接到终端。所述处理器选用三星S5PV100，是三星专为嵌入式系统推出的、主频为833MHz的处理器，为ARM Cortex-A8处理器，64位内部总线构架，提供了 24bit LCD接口、TVout接口、Camera 输入接口、4 路串口、SD 卡接口、SPI、100M 网口、USB2. O-OTG 接口，USB HoST 接口、音频输入输出接口、按键接口、1 接口等硬件资源，具有较高的主频和丰富外设接口， 能满足煤矿井下对孔洞成像仪处理能力的需求。所述内存选用通用的笔记本DDR内存条，容量为2048-512MB。所述IXD由内置液晶显示板和控制电路组成，选用6. 4-12英寸、分辨率为 800X600 或 1024*768、64K 色的 TFT LCD。所述摄像头采用全景摄像头，摄像头对角视场角设计值要大于120°广角或 360°全景；由于煤矿井下最小的孔洞大约在50mm左右，因此摄像头物距设计值在10-30mm 之间(微距)；孔洞中没有自然光源，由摄像头附带的发光LED灯组作为摄像用光源，因此摄像头的灵敏度设计<0.1 lux (F=2.0);摄像头输出为标准视频，中心视觉分辨率设计值不低于500 TVL，右上45°、右下45°、左上45°、左下45°设计值应不低于300 TVL ；摄像头需要360°全景图像还原，因此图像周边枕型或桶形畸变等几何失真设计值不大于3% ；摄像头自带LED辅助光源，照度设计值大于10 Lux0所述三轴电子罗盘内含有3组磁阻传感器、加速度传感器和磁力计，以X、Y、Z三轴方向排列组成，磁力计用来补偿瞬态磁场干扰，加速度传感器用来补偿可能会影响到磁阻传感器工作的瞬态加速和检测倾角、翻滚角，采用三轴电子罗盘定位算法，可提供摄像头精确的方位角、倾角和翻滚角等地理位置信息。本发明的电源采用2组电池组成，最大输出电压为12. 8V，其中一组给摄像头LED 辅助光源和终端显示背光供电，一组电池给摄像头和终端供电，二组电池不共地。本发明便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪的操作系统为Windows CE, Windows CE是一个32位、多任务、多线程的操作系统，是一种压缩并可升级的软件系统，即使在小内存条件下，它也能提供较高的性能；Windows CE支持影音设备、键盘、串行端口、以太网连接器、通用串行总线(USB)等硬件外围设备。请参阅图2所示，本发明的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪探头的金属头1 伸进洞内，在LED辅助光源2的照射下，摄像机将孔壁3柱面发射的光经玻璃罩和镜头4后变换成圆环在CCD (图像传感器)5上成像，然后经电路板和三轴电子罗盘，最后终端将圆环图像转换成全景图像。
权利要求
1.一种便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，包括探头和终端，所述的终端包括处理器、内存、IXD、USB、SD卡、键盘、电池和终端接口，所述内存、IXD、USB、SD卡、键盘和终端接口均连接至处理器，终端接口还连接电池，所述探头包括摄像头、LED辅助光源和探头接口， 摄像头和LED辅助光源均连接至探头接口，探头接口和终端接口之间通过电缆线连接，其特征在于所述探头还包括一个三轴电子罗盘，三轴电子罗盘信号通过探头接口连接到终端。
2.根据权利要求1所述的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，其特征在于所述摄像头对角视场角大于120°广角或360°全景。
3.根据权利要求2所述的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，其特征在于所述全景摄像头的物距为10-30mm。
4.根据权利要求3所述的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，其特征在于所述全景摄像头的灵敏度在0. Ilux以下。
5.根据权利要求4所述的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，其特征在于所述全景摄像头自带LED辅助光源，照度值大于lOLux。
6.根据权利要求1所述的便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，其特征在于所述三轴电子罗盘包括3组磁阻传感器、加速度传感器和磁力计，它们以X、Y、Z三轴方向排列。
全文摘要
本发明涉及一种便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪，包括探头和终端，所述的终端包括处理器、内存、LCD、USB、SD卡、键盘、电池和终端接口，所述探头包括摄像头、三轴电子罗盘、LED辅助光源和探头接口，所述探头接口和终端接口之间通过电缆线连接。本发明便携式煤矿井下数字孔洞全景成像仪能够实时观察孔壁视频，生成数字全景岩心图和岩心图自动叠加方位、倾角等地理数据等功能的。
文档编号G03B15/05GK102359778SQ20111018590
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者李培根, 林晓, 陈春江 申请人:福州华虹智能科技开发有限公司