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《西安科技大学》 2011年
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岩体形变实时监测系统研究

陈挺  
【摘要】:在煤矿安全事故中,巷道的冒顶片帮是最常见的事故之一。许多矿区都采用数字视频监控系统对巷道进行监控,通过人工观测监控图像的方式分析巷道的安全状况。但对于巷道表面岩体形变的具体数据都要通过位移传感器等监测装置进行测量。随着摄影测量技术的不断成熟,实现基于双目立体视觉测量技术的岩体形变实时监测系统成为可能。可视化的摄影测量代替传统的传感器测量,可以充分发挥数字视频监控系统的作用,节省大量人力物力,对矿区的安全生产具有重要意义。 通过岩体形变实时监测系统需求分析,设计了系统的总体结构、功能模块和数据库,并建立了一系列配置方程,优化系统的配置参数;研究了双目立体视觉测量技术,根据岩体实时监测系统的应用背景,选取一种基于平面模板的摄像机标定方法对双目摄像机的内外部参数进行标定,利用标定后的参数实现图像的畸变校正和左右图像对的极线校正;深入研究了数字图像处理技术,提出了一套适合岩体形变实时监测系统的图像处理方法。该方法利用自适应中值滤波、直方图均衡化及Wallis锐化处理除去图像上的噪声信息并加强特征图像的边缘信息;采用Harris角点检测算法检测图像上的特征点,并根据特征匹配的极线约束原则,对左右图像对上的特征点实现立体匹配;结合标定后的系统参数,计算特征点的空间三维坐标。通过分析不同时间段的特征点数据,得出岩体表面的变形情况,并生成相应的数据报表、岩体表面拟合图及岩体变形矢量图。 系统经过仿真实验表明,该系统在测量范围内的最大相对测量误差小于5%,证明了基于双目立体视觉测量技术的岩体形变实时监测方法是有效的。系统软件操作简单,实时性及可视化效果达到了设计要求。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41;TP274

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【参考文献】
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