相似材料模型变形的图像自动测量

本文提出一种基于区域搜索匹配算法，利用测点的颜色信息寻找网格点，进行相似材料位移的非接触测量。该法不需要特制起始点，可在处理过程中自动生成搜索判据，搜索快速，可较好地解决普通自动网格法局限于灰度图像值的阈值分割，易受图像中各种因素干扰，产生误判的问题，同时也解决了当网格点分布较为密集时，有些变形大的测点会落在下一行网格点中，造成搜索误判的问题。实验表明算法准确可靠，实用性强。     

相似材料模型变形的图像自动测量

本文提出一种基于区域搜索匹配算法,利用测点的颜色信息寻找网格点,进行相似材料位移的非接触测量。该法不需要特制起始点,可在处理过程中自动生成搜索判据,搜索快速,可较好地解决普通自动网格法局限于灰度图像值的阈值分割,易受图像中各种因素干扰,产生误判的问题,同时也解决了当网格点分布较为密集时,有些变形大的测点会落在下一行网格点中,造成搜索误判的问题。实验表明算法准确可靠,实用性强。     

相似模拟实验中近景摄影测量的应用

给出了应用近景摄影测量测点位移的计算数学模型，并结合实验要求分析了测量精度，使相似模拟实验可借助计算机用解析法近景摄影来完成测点位移测量。此方法不仅提高了实验水平，而且简化了实验工作。     

数字图像的亚像素位移测量算法改进

在基于图像的位移测量中,为了获得较快的测量速度和高的测量精度,提出了基于拉格朗日插值与牛顿法算法的亚像素位移测量方法。该方法首先对5个整像素点的相关系数值作拉格朗日插值,得到一个4次多项式,然后再利用牛顿法去求解此多项式的极值,该极值点所对应的位置即为待测点的亚像素位移。简捷的拉格朗日插值法与快速收敛牛顿法的综合运用使得位移测量能够在保证良好测量精度的同时有效地减少亚像素匹配中耗时的相关计算。经理论推导与仿真实验证实,在测量精度为0.05~0.1像素的水平下,该测量方法在测量精度、速度等方面具有很大的优势。     

普通数码相机测定相似材料实验模型位移方法

针对现有相似材料模型实验位移观测方法存在的局限性,提出采用普通数码相机进行模型测点的位移观测方法.在每个测点周围布设独立的控制格网并进行单点数码摄影,在常规数字成图软件中对数码照片进行图像处理,获取控制格网角点和测点标志的图像坐标,通过坐标变换和影像畸变纠正,解算出各测点在独立控制格网中的实际坐标.     

缓倾斜巷式采场收敛基线布置与位移计算

针对缓倾斜薄层石膏矿巷式采场围岩结构性变形的特点,在采场变形破坏离散元分析确定收敛测点的基础上,根据收敛测点在位移变化方向上的内在规律性,设计了两种收敛基线布置方式,通过比较分析两种方式的优缺点,选定了能计算测点绝对位移的基线布置方案,并根据测点变形的内在规律推导出位移量计算公式.     

测量空区围岩变形的位移视差法

地下开采的一个主要问题是研究开挖时覆盖层的性态。通常覆盖层各点的位移是用弹簧加载的可调差动式线性传感器和千分表测量,但此类仪表只能得到各点的单向位移,而测点数量受模型正面有效空间的限制。由于仪表自身的刚度可能影响测点位移性态,近距离摄影测量的假视差法已用来分析模型巷道的变形。位移视差法的原理研究测绘物体形状的摄影测量法的主要目的在于测绘图形。     

近距离测量在煤矿巷道变形监测中的应用研究

针对目前传统煤矿巷道位移监测方法的缺点,设计研究了近距离测量在巷道变形监测的应用,提出了近距离测量的总体方案,重点对其测点坐标进行了计算,最后针对该方法进行了实验。结果表明,该方法能够准确的测量巷道变形位移,与实际变形位移误差在1.1%左右,这为以后的进一步研究奠定了科学基础,对后续的发展具有重要意义。     

近距离煤层覆岩移动相似材料模拟

为了研究近距离煤层覆岩移动和离层发育规律,通过相似材料模拟试验,模拟了近距离煤层下行开采时覆岩移动过程;应用数字图像相关法对位移测点进行测量,获得了测点位移数据;应用聚类分析对测点进行分类,得出受采动影响的三带的具体范围。分析了测点的位移过程,得出测点位移特点具有连续性和突变性;采动影响范围的扩展特点为横向扩展、纵向延伸;下煤层开采时岩层最大位移点滞后工作面的距离缩短;上煤层开采时的离层量转化为下煤层开采时的垮落量。分析了离层扩展,得出离层扩展方向为横向扩展、纵向延伸,经历了发育-扩张-突变-闭合的过程;发现行、列测线离层率曲线均呈双驼峰状。对行测线,分析了离层率曲线成因和峰值点大小关系、位置变化,得出上部岩层相对下部岩层峰值点内错,峰值点位于断裂线附近,波谷位于采空区中部;对于列测线离层率曲线,得出峰值点为离层位置,峰值点左侧为离层闭合区,右侧为离层发育区,峰值点右侧波谷为关键层位置,峰值点随煤层开采不连续右移,具有跳跃性。给出了来压时刻的判别方法,发现采动影响区测点位移曲线上存在外包络线;给出关键层的识别方法,得出下煤层开采时关键层位置上移。     

露天矿边坡变形规律相似模拟实验研究

采用2 m×2 m平面应变模型支架,在实验室内依据相似材料配比实验结果铺设物理模型研究露天矿边坡变形规律特点。实验中以矿山边坡地质资料为依据进行开挖,利用全站仪与土压力盒分别测量测点的位移与岩层间的应力,并对边坡体形态以及开挖时步进行归纳总结。研究表明:随着开采时步的增加,测点的水平位移与竖直位移都在不断增大,但边坡内岩体位移无明显的突变现象;水平、竖直位移在坡面处达到最大,水平方向越远离坡面位移量越小。     

基于数字摄影测量的结构面、关键块体确定及其三维重构

通过3GSM三维岩体不接触测量技术,对夏甸金矿-615分层水平54902采场进行矿岩体裂隙和结构面数字摄影测量,获取一系列真实反映岩体宏观结构的图像,从中提取节理裂隙和结构面的空间分布信息。在此基础上,利用东北大学自主研发的不稳块体快速识别和分析系统Geo SMA-3D,进行某测点的不稳块体搜索。最终将表征结构面、关键块体形态的数据实体化后集成到虚拟场景之中,实现矿岩体特征的快速识别、确认及真三维展示的功能。     

准东大井矿区巨厚煤层开采覆岩含水层渗透特性研究

基于准东大井矿区赋岩柱状及岩性,构建了赋岩物理模型与数值模型。基于该模型,开展了赋岩位移与含水层渗透特性的模拟研究。结果表明:开采首分层覆岩含水层各测点位移随开挖长度的增加而增加;测点1~#物理模拟开挖至70～250m及数值模拟开挖至100～300m时,位移呈快速增加,其后位移变化稳定;测点2~#物理模拟开挖至70～420m及数值模拟开挖至250～500m时,位移呈快速增加,其后位移稳定;测点3~#物理模拟开挖至430～600m及数值模拟开挖至450～600m时,位移快速增加。物理相似模拟及数值模拟各测点变化趋势基本一致;覆岩含水层各测点有效应力与孔隙介质渗透率呈负相关;覆岩含水层各测点有效应力与裂隙介质渗透率呈正相关。开挖1～5分层渗透率大小为:测点1~#测点3~#测点2~#;开挖6～8分层渗透率大小为:测点3~#测点1~#测点2~#;覆岩含水层渗透特性与覆岩孔隙-裂隙双重介质动态变化特征有关,与采动覆岩应力变化具有耦合效应。     

新的煤矿巷道位移监测点的提取方法

提出一种对煤矿巷道位移监测中监测亮点提取的方法,目的是通过对前、后2次测量同一巷道区域相同亮点坐标加以对比,进而得知煤矿巷道是否发生位移,从而确保煤矿作业安全进行。先、后应用中值滤波和改进的Top-hat滤波对图像进行增强;再用迭代法求出图像的最佳分割阈值来分割图像从而提取到监测点坐标值。实验结果表明本文方法可以准确提取监测点的坐标值,对煤矿巷道低照度背景照片处理效果明显。     

模型试验位移测量技术的研究

煤层开采过程中,地表的移动情况一直是一个很重要的研究方面.讨论了模型试验中目前主要采用的各种位移测量技术的优缺点,其中对目前常用的自动网格法和基于图像搜索的方法做了具体分析,并且提出了改进意见.     

透明岩体三维数字照相量测技术开发与应用

针对二维数字照相量测方法在透明岩体内部变形破裂观测方面存在的不足,通过研究近景摄影测量相关算法,采用DELPHI结合MATLAB自行研制出了三维数字照相量测软件系统Photogram_3D。同时,以该软件系统为基础进行透明岩体巷道模型试验,初步建立了透明岩体内部变形的三维数字照相量测方法,研究得到了透明岩体内部测点的三维变形时空演化规律。试验结果表明,随着巷道的前进开挖,巷道周边各个测点的径向位移值都将逐渐增大,且距巷道表面距离越近,其值变化越大;随着模型顶部荷载的增大,巷道顶部岩体以发生整体性的向下滑动为主,且巷道两帮和顶部测点的径向位移都与模型顶部荷载呈指数增长关系。     

数码位移测量仪及其在相似模拟实验中的应用

针对相似模拟实验中现有方法无法实现对平面位移连续测量与实时监测,本文应用机器视觉理论与图像处理方法研制了数码位移测量仪.首先研究了数码位移测量仪的原理,以及提高测量精度的方法;然后建立了平面应力模型,用数码位移测量仪与V-STARS系统对平面位移进行了对比测量实验.研究结果表明:数码位移测量仪可以用于平面位移的测量,且具有非接触测量、测量精度高、实时性强、自动化程度高等特点.     

全站仪极坐标法在相似材料模拟试验中的应用

通过理论分析全站仪极坐标法的观测原理,并以断层相似材料模拟试验为例,探讨了全站仪极坐标法在相似模拟试验覆岩运移监测中的应用。研究结果表明:运用全站仪极坐标法观测可准确获得待测点各开采阶段的位移坐标值,计算得到待测点的水平位移及垂直位移。全站仪极坐标法观测可满足相似模拟试验测量精度的要求,能准确地确定断层活化时间,测得断层活化量,反映覆岩运移规律,是相似材料模拟试验中行之有效的观测方法。     

注氮条件下采空区自燃带划分及影响区域判定

为研究注氮工艺对采空区自燃带划分的影响,根据对星村煤矿3号煤层采空区5个测点所测指标气体浓度变化规律进行分析,提出了注氮影响条件下的采空区自燃五带划分方法,即:散热带、受注氮影响产生的自燃带、窒息带、注氮结束后产生的自燃带和窒息带。研究表明:受注氮影响产生的自燃带和窒息带范围会发生转移,成为自燃易发区域;提出了基于指标气体的SPSS相关性分析判定注氮影响的采空区范围,结果表明,注氮过程中进风侧2、4号测点周围指标气体与注氮量相关性强,该区域受注氮影响较大;位于采空区进回风巷侧的1、5号测点附近,注氮影响较弱;相关性分析注氮影响区域与现场实测一致。     

基于不规则区域分割的快速分形压缩算法

首先基于序列块和主块之间最小象差的方差信息，提出了一方差排序搜索算法，该算法可产生与满搜索一致的分形编码，该算法能较大程度上减少对每个序列块进行搜索和匹配主块数与相应编码时间，并通过采用不规则区域变换，提出了一种不规则区域的图像分割算法，实际结果表明比传统的基于块的分割有更大的压缩比，并能减少编码时间。图4，表2，参10．     

基于图像识别的矿山相似材料试验模型变形信息提取

相似材料模型试验是研究矿山开采沉陷及损害的重要手段，试验中获取高精度的模型变形信息至关重要，现有的多种模型变形测量方法在数据采集精度和效率方面仍存在一定的局限性。以陕北某矿的多煤层循环开采与充填开采为模型开展相似材料模拟试验，利用非量测相机近距离拍摄模型得到高分辨率的序列图像，通过图像畸变纠正、自动拼接及特征识别，高精度获取相似材料模型的变形量。首先分析模型测点标志和相机参数对变形测量精度的影响，确定最佳的模型拍摄方案，即使用非量测相机距离模型1.5～2.0 m处进行正射拍照，形成横向重叠度大于55%，竖向重叠度大于30%的图像序列；进一步利用双线性插值方法对所得到的图像进行畸变校正处理，运用全自动稳健的图像拼接算法，使用Harris角点检测算子进行特征点提取，利用RANSAC算法对伪匹配点进行分类处理，通过颜色插值法对接边处进行颜色过渡与平滑等一系列自动处理，从而对图像序列进行拼接，所生成的模型全景图像分辨率较常规的固定相机姿态一次拍摄模型全景的图像提高约10倍。图像处理过程中以测点标志为训练网络，基于Faster R-CNN算法加入置信度，通过选取合适的滑动模板进行区域分析，显著提...