本发明涉及工程地质钻探机械技术领域，特别是涉及一种钻探岩芯图像识别装置及方法。
背景技术：
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在工程地质勘察中，岩芯是通过钻孔取芯获得的能够直观反映底层情况的资料，现代工程钻探依然停留在人工操作的阶段，特别在取得岩芯之后，需要对样本进行检测，并进行编录工作，其中包括对岩芯的图像采集，整个检测、编录的过程繁琐、复杂，需要耗费大量人工精力，由人工采集岩芯图像，能够获得远距离的全景照片，图像放大后易失帧，编录的信息存在准确性问题；
另外，对岩芯照片颜色、颗粒大小等属性的识别、描述依赖于操作人员的专业水平，工作量大，且易受经验、技术的影响，主观性强，且质量和准确性得不到保障，容易出现纰漏，上报的信息同样也不能及时得到反馈，实时性较差。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提出了一种钻探岩芯图像识别装置及方法，通过对被测岩芯的岩芯图像进行现场采集，对岩芯图像进行颜色、颗粒和密度的识别，并与被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号相匹配后，得到被测岩芯的完整程度、风化等级或裂隙发育程度的状态，通过准确采集岩芯图像实现对岩芯状态的定量评价。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种钻探岩芯图像识别装置，包括：采集装置、编录仪和服务器；
所述采集装置用于采集被测岩芯的岩芯图像；
所述编录仪用于根据被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成被测岩芯的电子标签，与岩芯图像形成样本信息发送至服务器；
所述服务器根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。
第二方面，本发明提供一种钻探岩芯图像识别方法，包括：
获取被测岩芯的样本信息，所述样本信息包括岩芯图像与由被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成的电子标签；
根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过采集装置获取岩芯图像，并自动上传至编录仪进行保存，由编录仪将获取的gps信息、钻孔编号、深度信息等生成该岩芯图像平面位置和深度的三维电子标签，同时将上传至服务器，实现数据上报的实时性，简化现场操作和数据上报的复杂度。
本发明通过在服务器中，根据上传的样本图像信息对被测岩芯进行颜色识别、图像识别等分析，避免现有技术中依赖人工操作造成的主观性、局限性问题，实现对岩芯的全方位图像采集和分析，实现岩芯数据的综合管理和定量分析，提高数据处理效率，最大程度保护岩芯样，又能够为工程地质勘察提供准确的地质信息。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的钻探岩芯图像识别装置实现方法示意图；
图2为本发明实施例2提供的钻探岩芯图像识别装置总体结构示意图；
其中，1、图像采集；2、编录仪；3、三维电子标签；4、服务器；5、岩芯图像数据；6、颜色识别；7、颗粒分析；8、砂土密度；9、地质编录表。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种钻探岩芯图像识别装置，包括：采集装置、编录仪和服务器；
所述采集装置用于采集被测岩芯的岩芯图像；
所述编录仪用于根据被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成被测岩芯的电子标签，与岩芯图像形成样本信息发送至服务器；
所述服务器根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。
在本实施例中，所述采集装置通过串行通讯接口与编录仪连接；所述编录仪通过通信模块与服务器连接。
在本实施例中，所述采集装置包括岩芯扫描仪和控制模块；
优选地，所述岩芯扫描仪设置有串行通讯接口，通过microusb与编录仪连接，编录仪通过microusb读取岩芯扫描仪采集的岩芯图像；
优选地，所述岩芯扫描仪还可通过无线方式与编录仪连接，并将岩芯图像发送至控制模块，由控制模块通过无线模块发送至编录仪，编录仪接收岩芯图像后存储，并通过通信模块传输至服务器。
优选地，所述控制模块还通过定时器，通过预先设定采集间隔，控制岩芯扫描仪在采集间隔内采集岩芯图像，如设置岩芯扫描仪每隔一秒采集一次岩芯图像。
优选地，所述采集装置还包括指示模块，控制模块与指示模块连接；
优选地，指示模块采用led指示灯；
可以理解的，通过led指示灯显示采集装置处于工作状态。
优选地，采集装置包括第一显示装置，控制模块与第一显示装置连接；
可以理解的，第一显示装置采用显示屏等，由控制模块将岩芯扫描仪采集的岩芯图像传输至显示屏，用于显示采集的岩芯图像。
在本实施例中，所述控制模块优先采用stm32单片机芯片或mcs51单片机等，在此不做限定。
在本实施例中，所述岩芯扫描仪包括显微镜摄像头、光源和测距传感器；岩芯扫描仪是对岩芯的外表面进行图像采集，采集方式分荧光下扫描和白光下扫描，可以进行对岩石剖面和岩心圆周面图像的采集；
所述显微镜摄像头使用microusb与编录仪连接，编录仪通过microusb读取显微镜摄像头采集的岩芯图像；
优选地，所述显微镜摄像头像素为35万，焦距可调整的范围为0-40mm；放大倍数为1000倍，内置高速dsp芯片对图像采集传输进行处理；
优选地，所述光源设置于显微镜摄像头的镜头周围；
优选地，所述光源采用led灯。
在本实施例中，为了使显微镜摄像头能够满足复杂的施工现场，该显微镜摄像头具有定焦距、定倍数(像素)、自光源的特点，其中定焦距是显微镜摄像头与被测岩芯保持固定距离，该距离采集任意样本始终不变，在固定焦距与距离下采集的图像具有一致性与参考价值；
在本实施例中，所述测距传感器采集摄像头与被测岩芯的距离，并保持该距离不变；
优选地，测距传感器型号可采用lmg3001p、lmg5005p或lmg8015p。
在本实施例中，全自光源是为了保证在室外显微镜摄像头不会受到阳光的干扰，解决在不同光照强度下采集的图像曝光度不一的情况，全自光源采用的是摄像头内部led灯；
优选地，本实施例摄像头套筒将摄像头密封，保证太阳光不会对显微镜摄像头产生干扰，确保图像颜色采集标准化；
优选地，考虑到施工现场的实际情况，本实施例将摄像头分节，最底密闭套筒为活节，方便拆卸，其上部设透明玻璃片，保护摄像头不沾染泥水。
在本实施例中，所述编录仪为终端设备，还包括gps模块，获取当前钻探的钻孔位置，对勘察现场钻孔的辅助定位，在编录信息过程自动采集编录的空间坐标和时间信息；
所述编录仪根据钻孔位置、钻孔深度和钻孔编号生成该处岩芯样本包括含平面位置和深度的三维电子标签，并将岩芯图像以及该处岩芯图像的三维电子标签存储到编录仪中，通过通信模块上传岩芯图像及其三维电子标签至服务器。
可以理解的，击打点的钻孔深度由人工录入，可根据钻孔过程，实际的钻孔深度中得到。
优选地，所述编录仪还包括第二显示装置；
可以理解的，第二显示装置采用lcd显示屏等，对当前钻探位置、采集的岩芯图像、当前钻孔深度等数据进行显示。
优选地，所述通信模块采用无线网络通信模块；
优选地，无线网络通信采用gprs网络，在没有gprs网络信号的偏远地区，编录仪则等待有gprs网络信号时上传样本信息至服务器。
在本实施例中，所述服务器对接收的岩芯图像、三维电子标签等数据进行统一存储；
在本实施例中，所述服务器根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态；
优选地，根据岩芯颜色、颗粒大小以及密度，可用于判断岩芯完整程度、岩芯风化等级和/或裂隙发育程度等；如岩芯完整程度分为完整-较完整-较破碎-破摔-极破碎五个等级；
优选地，将得到的岩芯颜色、颗粒大小以及密度等根据三维电子标签，同步至相应的地质编录表。
实施例2
本实施例提供一种钻探岩芯图像识别方法，包括获取被测岩芯的样本信息，所述样本信息包括岩芯图像与由被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成的电子标签；根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。
如图2所示，本实施例通过岩芯扫描仪、编录仪与服务器的通信连接实现，具体的功能实现流程为：
(1)登陆编录仪，进入项目管理系统；
(2)通过microusb接收岩芯扫描仪的显微镜摄像头采集的岩芯图像；
(3)岩芯扫描仪将岩芯图像传输至编录仪，编录仪接收到数据后根据gps、钻孔号、钻孔深度生成该岩芯土样的岩芯图像的三维电子标签；
(4)将该岩芯图像的三维电子标签以及该岩芯图像数据存入编录仪，并上传至服务器；
(5)服务器根据上传的样本图像信息进行颜色识别、图像识别分析等，得出岩芯样的颜色、颗粒大小以及砂土密度等，并根据三维电子标签，同步至相应的地质编录表。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
1.一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，包括：采集装置、编录仪和服务器；
所述采集装置用于采集被测岩芯的岩芯图像；
所述编录仪用于根据被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成被测岩芯的电子标签，与岩芯图像形成样本信息发送至服务器；
所述服务器根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。
2.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述采集装置包括岩芯扫描仪和控制模块，所述岩芯扫描仪采集被测岩芯的岩芯图像，并传输至控制模块，由控制模块通过串行通讯接口发送至编录仪。
3.如权利要求2所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述控制模块通过定时器预先设定岩芯扫描仪采集间隔。
4.如权利要求2所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述岩芯扫描仪设置有显微镜摄像头，所述编录仪通过串行通讯接口读取显微镜摄像头采集的岩芯图像。
5.如权利要求4所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述显微镜摄像头像素为35万，焦距可调整的范围为0-40mm，放大倍数为1000倍，内置dsp芯片对图像采集传输进行处理。
6.如权利要求4所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述显微镜摄像头为定焦距、定倍数和全自光源的摄像头。
7.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述岩芯扫描仪还设有光源和测距传感器；所述岩芯扫描仪将固定光源下被测岩芯的岩芯图像和测距传感器采集的距离值传输至编录仪。
8.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述编录仪为终端设备，所述编录仪包括gps模块，采集当前钻孔位置。
9.如权利要求1所述的一种钻探岩芯图像识别装置，其特征在于，所述采集装置与编录仪之间，以及所述编录仪与服务器之间均通过通信模块连接，所述通信模块采用无线网络通信模块。
10.一种钻探岩芯图像识别方法，其特征在于，包括：
获取被测岩芯的样本信息，所述样本信息包括岩芯图像与由被测岩芯的钻孔深度、钻孔位置和钻孔编号构成的电子标签；
根据样本信息进行被测岩芯的颜色、颗粒和密度的识别，确定被测岩芯状态。
技术总结