[发明专利]一种全自动岩石标本图像采集装置及方法

说明书

本发明公开了一种全自动岩石标本图像采集装置及方法，包括：中央控制器以及分别与中央控制器连接的光照系统、岩块姿态控制系统、粉尘系统和图像采集系统；光照系统包括光照室和光照强度可调的光源，光照强度可调的光源均匀布置在光照室内；岩块姿态控制系统包括：设置在光照室内用于承载岩石的旋转载物台，设置在载物台上的岩石固定器，设置在载物台上部用于实现岩石翻转的旋转抓手；粉尘系统与光照室连接，能够通过空气压缩机向光照室内扩散粉尘，并通过静电除尘器控制光照室内的粉尘浓度；本发明有益效果：通过对岩石标本的旋转角度控制和翻转控制，能够实现对岩石标本图像的多角度自动采集，为岩石图像的深度学习技术提供数据基础。

技术领域

本发明涉及岩石图像采集技术领域，具体地说是一种全自动岩石标本图像采集装置及方法。

背景技术

地层岩性识别意义重大，尤其是对施工方案的选择、施工参数的确定、工程安全和工程收益具有重要意义。随着计算机技术的发展，深度学习算法在物体辨识、智能分类等方面表现出了优越性，具有精确度高、识别快捷等优点，因此逐渐被工程领域应用，已经逐渐有研究人员开始使用深度学习技术智能识别岩石。

但是，发明人发现，在扩展至智能识别岩石领域时一些挑战逐渐显现出来，如工程施工中的光照因素和粉尘因素。隧道掘进、弃渣装车运输、钻孔凿岩、爆破开挖、混凝土喷射等施工会产生大量粉尘，这些粉尘悬浮在空气中，对现场图片采集质量产生影响，产生大量噪音，影响颜色、纹理、形状等特征的保存。

另外，施工现场，条件复杂，往往存在多部照明设备，在没有预先组织的情况下，这些照明设施会影响待拍摄区域的光照强度；有时施工依靠自然光施工，然而同一区域不同时段光照情况存在明显差距，而且还受晴天、阴天等天气情况的影响，光照条件在空间和时间上无法做到一致。光照强度对利用图片保存颜色、纹理、形状特征有不可忽视的影响；如岩石中的裂隙，在光照充足时拍摄到的图片可以清晰观察到裂隙发育情况，但是当光照不充足时，裂隙与裂隙周围矿物对比不明显，会造成裂隙走向、宽度等特征无法准确辨识。

深度学习技术的成功运用离不开大量的数据累积，但是，原有的岩石图片无论是质量还是数量都不能满足深度学习技术对数据量的需求，而且在实际工程中，施工环境复杂，经常会出现粉尘污染、光照强度不均匀等现象，这些都对岩石成像产生了巨大困扰，给利用深度学习技术智能识别岩性提出了巨大挑战。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种全自动岩石标本图像采集装置及方法，解决了传统岩石图像采集数量少、图像质量千差万别、考虑因素单一(没有考虑工程光照、粉尘环境)、采集效率低下等的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种全自动岩石标本图像采集装置，包括：中央控制器以及分别与中央控制器连接的光照系统、岩块姿态控制系统、粉尘系统和图像采集系统；

所述光照系统包括光照室和光照强度可调的光源，光照强度可调的光源均匀布置在光照室内；所述岩块姿态控制系统包括：设置在光照室内用于承载岩石的旋转载物台，设置在载物台上的岩石固定器，设置在载物台上部用于实现岩石翻转的旋转抓手；所述粉尘系统与光照室连接，能够通过空气压缩机向光照室内扩散粉尘，并通过静电除尘器控制光照室内的粉尘浓度；所述图像采集系统包括摄像装置，用于获取岩石的图像。

光照系统能够提供光照强度可调的光源，粉尘系统能够产生设定浓度的粉尘环境，为岩石标本的图像采集提供不同的拍摄环境。通过岩块姿态控制系统能够控制岩石在水平平面和竖直平面内实现360°转动，以便于从多角度、多方位获取岩石图像。

在另外一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种全自动岩石标本图像采集方法，包括：