巖體裂縫動態(tài)識別算法研究.pdf

1、礦井的安全問題已經(jīng)逐步上升到十大安全隱患之一。對礦井巖體裂縫的研究對于預(yù)防巖體的坍塌有著深遠的意義。隨著數(shù)字圖像處理和模式識別技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的工作可以由機器代替人來進行。使用數(shù)字圖像識別技術(shù)來研究礦井內(nèi)部巖體裂縫的動態(tài)信息,不僅具有實時性,而且節(jié)約了經(jīng)濟成本,更保障了人身安全。
　　利用數(shù)字圖像處理和機器視覺技術(shù)的強大優(yōu)勢,將其應(yīng)用于巖體裂縫的動態(tài)識別分析系統(tǒng)中,不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測動態(tài)裂縫的圖像,而且能夠獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù),精

2、確地了解裂縫的實際情況,提高了裂縫的監(jiān)測效率。本文根據(jù)巖體的相關(guān)物理性質(zhì),重點研究了巖體裂縫的特征,并對巖體動態(tài)裂縫識別系統(tǒng)中具體的實現(xiàn)方法展開深入的研究。主要完成了以下工作:
　　1.提出了一種適用于礦井下巖體裂縫圖像的預(yù)處理算法。該算法能夠很好的分離前景和背景,去除了許多不必要的噪聲,保留了需要進一步研究的巖體紋理信息。通過采集了同一位置出現(xiàn)裂縫和未出現(xiàn)裂縫時的巖體紋理圖像進行實驗對比分析。從實驗的整體效果可以看出,該算法比較

3、適用于礦井下巖體動態(tài)裂縫圖像。
　　2.對比出了幾種常用的邊緣檢測算法的優(yōu)劣,分析了巖體裂縫圖像的實際情況,提出了一種基于亞像素的巖體裂縫邊緣檢測算法。通過實驗來驗證兩副同一位置不同時間段采集的圖像的邊緣檢測效果。證明了該算法能夠取得較好的巖體裂縫邊緣檢測結(jié)果,具有一定的可行性。
　　3.提出了一種類指紋識別的巖體動態(tài)裂縫識別算法。通過分析巖體裂縫圖像的具體特點,利用指紋紋理和巖體紋理具有相似性的特點,使用指紋紋理匹配的方法

4、來對同一位置不同時間裂縫出現(xiàn)前后的圖片進行比對,通過紋理的變化識別出動態(tài)裂縫。通過在MATLAB軟件上仿真并模擬出實驗結(jié)果。從結(jié)果可以看出這個算法在識別巖體裂縫上具有可行性,總體識別效果良好。
　　4.對識別出的動態(tài)裂縫進行進一步的分析,對巖體裂縫寬度參數(shù)進行定量檢測,從而從定量的角度分析裂縫的實際變化。使用兩種測量方法分別對不同情況下的四種裂縫進行測量,得出每種不同種類的動態(tài)裂縫適合的情況。再選擇同一種寬度測量方法對比不同的亞像