基于单目视觉的钻杆位姿识别技术研究

钻杆自动装卸技术作为智能钻探装备领域的关键技术,制约着煤矿井下钻探装备的自动化和智能化发展,现有钻杆自动装卸系统主要依靠机械结构和接近开关进行定位,存在定位精度差自动化程度低的问题。针对此问题,提出一种基于单目视觉技术的钻杆位姿识别算法,利用摄像机拍摄含有合作目标的图像,解算摄像机与合作目标之间的相对距离和姿态,通过固定坐标变换,推导钻杆相对于机械手的位姿,引导机械手进行钻杆自动装卸。首先,确定系统总体方案,利用小孔成像原理和张正友标定法建立摄像机成像数学模型,求解摄像机内外参数;然后,使用棋盘格标定板作为被测钻杆的合作目标,根据小孔成像模型和空间成像关系,建立空间任意平面的单目测距模型,计算得到相机光心与合作目标点的距离;最后,通过摄像机成像模型得出合作目标的姿态矩阵,结合摄像机内外参数,经坐标转换求解得到合作目标在世界坐标系中的姿态矩阵,再通过固定坐标变换完成钻杆位姿识别。为验证算法准确性,在室内进行了钻杆位姿识别试验,试验中对每张现场图片进行重复测距与姿态估计,结果显示钻杆距离识别偏差在0.12%之内,钻杆姿态识别偏差在1.08%之内,满足钻杆自动装卸精度要求。试验结果表明,基于单目视觉技术的钻杆位姿识别算法真实有效,利用该算法可实现钻杆定位智能识别,提高钻杆自动装卸精度和钻探装备的智能化水平。      

小牛煤矿晚二叠世含煤地层沉积环境与聚煤规律

小牛煤矿位于贵州省内水城矿区的格目底向斜东段北翼,含煤地层为晚二叠世龙潭组,含煤性好。通过对小牛煤矿含煤地层及其含煤性的研究,确定了研究区的沉积环境是海陆过渡相中的三角洲沉积类型,并初步建立了沉积模式,龙潭早期和晚期均有较好的聚煤作用发生并叠加,是聚煤的最佳场所,含煤性最好。     

铁法盆地含煤沉积旋回的构造控制作用

为探索铁法盆地含煤沉积旋回的成因,在应用沉积相分析方法揭示该盆地含煤沉积旋回特征的基础上,依据盆缘断裂活动引起可容空间的变化,进而控制沉积物体积分配、沉积相类型及其空间配置的原理,对其含煤沉积旋回的构造控制作用进行了深入研究。分析认为,在盆缘断裂活动导致可容空间减小和沉积充填速率较高的条件下,形成了盆缘断裂内侧冲积扇相及扇前河流相,并由后者构成含煤沉积旋回单元的主体;在盆缘断裂活动使得盆缘地带可容空间与沉积物体积相匹配的条件下,形成盆缘断裂内侧冲积扇后,很少有较粗碎屑向更远处进积,扇前大面积泥炭沼泽化形成了含煤沉积旋回单元的顶部煤层。上述两种情况周期性交替形成了铁法盆地的含煤沉积旋回。     

非常规与常规统一的含油气系统之初探

近年来,非常规页岩油气勘探开发的成功,为获取油气资源指出了新方向,同时提醒石油地质家重新审视传统的油气地质理论,需要将页岩油气的地质认识进展与传统的油气地质理论结合起来形成新的含油气系统理论。本文基于从常规与非常规在生烃、储层方面的研究进展,初步探讨涵盖常规和非常规的统一的含油气系统和二者协同的勘探思维。生烃研究由以往主要关注生油气高峰时的生烃量延伸到对油气生成、排出、滞留全过程的刻画;储层研究由关注无机矿物成岩演化中形成的米级—毫米级无机孔隙向成岩作用—成烃协同作用形成的微米级—纳米级有机质孔隙延伸;在此基础上提出狭义页岩气、广义页岩气藏和常规气藏的分类界限。在全新的含油气系统理论指导下,需要进行常规—非常规协同一体化评价基础上的勘探思维变革。以常规与非常规油气的成因联系为指导,深入分析同一套烃源岩的生成—排出—滞留过程,分析常规与非常规油气的资源配比关系与空间分布关系,有助于提升油气勘探效率和勘探成功率。     

末次盛冰期以来全球湿润状况的地质证据──全球古湖泊数据库及其湖水位变化的大尺度时空分析

介绍了正在建设中的全球湖泊数据库的情况，以及该数据库的水位资料所反映的晚更新世末期以来全球湿润状况的变化。通过大尺度湖水位变化的时空分析，结果显示当今湖泊水位状态较历史时期而言，位于低纬干旱或半干旱地区的湖泊水位较低，而中纬及高纬湿润地区的湖泊水位较高。自末次冰盛期以来，北美大陆中南部地区湖泊水位自高至低，反映出该地区气候条件由湿变干，至早、中全新世达最干旱。而在非洲及南亚季风地区，冷期偏干，暖期偏湿。特别是在早、中全新世的温暖时期，为历史上最湿润时期。北半球中纬度地带的气候干湿变化与北半球冰盖的存在及其消融导致的西风带的南北摆动有关；而北半球季风区在早、中全新世出现的高潮面与北半球夏季辐射的增加有密切联系。     

含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估软件的开发及应用

根据已有的含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估理论研究成果,开发了含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估软件EAC-RCSW. 通过在一个工程实例中的应用,证明该软件既能对结构进行抗震能力定量评估,又能通过它详细了解结构单元的抗震特性.将本软件与ETABS软件相结合,使结构的评估过程完全通过计算机来实现,从而有助于含剪力墙钢筋混凝土结构抗震能力评估工作的普及和开展.     

三维目标位姿跟踪与模型修正

本文是机器视觉参量下的三维数字摄影测量智能构像基础工作之一：成像系统位置姿态自动跟踪与精密修正,属于摄影测量与机器视觉、数字图像处理等学科交叉的摄像测量领域。针对基于目标3D模型的位姿跟踪问题开展研究,对相关研究的现状进行梳理,并提出系列位姿跟踪与模型修正方法。在完全已知目标3D精确模型的情况下,对于包含丰富直线特征的特殊目标,提出基于直线模型的目标位姿跟踪方法,实现了目标位姿参数的精确跟踪;为处理更为一般目标,利用目标的3D边缘模型,提出法向距离迭代加权最小二乘位姿估计方法及距离图迭代最小二乘位姿跟踪方法。当目标3D直线模型参数不准确时,结合光束法平差思想,提出一种针对序列图像的基于3D直线模型同时位姿跟踪与模型修正方法,联合优化求解目标位姿参数及3D直线模型参数,在模拟空间卫星目标位姿测量的仿真试验中,模型直线朝向、位置误差及目标位姿平均角度、平均位置误差分别为0.3°、3.5 mm及0.12°、20.1 mm。针对包含丰富直线特征的目标,在其3D直线模型完全未知的情况下,提出基于序列图像直线对应的目标结构重建与位姿跟踪方法,利用序列图像信息,在SFM框架下同时优化求解目标直线模型参数及位姿参数,仿真试验条件下,重建模型直线朝向、位置误差及位姿参数平均角度、平均位置误差分别约为0.4°、7.5 mm及0.16°、23.5 mm。     

中国大陆西部重力场变化与强震危险性关系

本文基于中国大陆西部流动重力测量获得的区域重力场变化数据, 尝试对其进行多种位场变换, 在一定空间尺度约束下定义了6种区域重力场变化指标量. 在此基础上, 以中国大陆2002年、 2005年和2008年等3期数据为研究对象, 计算并统计了中国大陆西部M_S≥6.0地震震中位置处震前重力场变化及各种导出参数值, 尝试初步构建以地震预报为目的的地震重力学科指标体系参数. 研究结果表明, 震前区域重力场变化与地震发生位置没有显著的统计关系, 但是重力场变化的垂直梯度和解析信号模量具有一定的地震预报意义, 适合作为地震前兆异常使用.      

中国东部地区的地球物理场特征与含油气盆地的分布和形成

本文根据中国东部陆缘地区--郯庐断裂带两侧地壳与上地幔结构和综合地球物理场特征,阐述了其与一串含油气裂谷型盆地的分布规律,并讨论了其沉积和演化。 结果表明:这一系列含油气盆地,分布在上地幔顶部的隆起地区,均具有异常的地球物理场特征。这些盆地中有着巨厚的中、新生代的沉积,具备了良好的生油与储油条件。它们的形成与太平洋板块和欧亚板块的运动密切相关,并且受着深部地幔物质运移的制约。     

浏阳市普乐钴多金属矿床地质特征及找矿标志

"湘东北地区的钴多金属矿床,赋存于区域性北北东向断裂带的混合岩带中,矿体呈层状、似层状,沿侧伏方向长1 500m,斜长170～1 400m,厚1.02～17.63 m.剖面上钴矿体与铜矿体相间产出.钴矿体品位(10-2)Co 0.036,伴生Cu0.259、Au 0.25×10-6;铜矿体(10-2)Cu0.714,伴生Co0.015、Au0.27 × 10-6.Co、Cu互为消长关系.矿石类型主要为含钴黄铁矿石和含铜钴黄铁矿石,地表见含钴褐铁矿石.矿物成分以黄铁矿、含钴黄铁矿、黄铜矿和石英、方解石、绢云母、绿泥石为主;矿石结构构造主要有自形、半自形、他形晶粒结构、交代结构和浸染状、团块状,脉状构造;3个北东向钴异常带、北东向与北北东向断裂交汇部位、岩体接触带或顶盖,以及黄铁矿化、硅化、褐铁矿化蚀变等为湘东北地区原生钴矿床的找矿标志.