《一种用于对地下大空间形状成像的成像装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种用于对地下大空间形状成像的成像装置.pdf（6页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102508314 A (43)申请公布日 2012.06.20 CN 102508314 A *CN102508314A* (21)申请号 201110318090.5 (22)申请日 2011.10.19 G01V 8/02(2006.01) (71)申请人 河海大学 地址 210098 江苏省南京市江宁区佛城西路 8 号 (72)发明人 刘建刚 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 张惠忠 (54) 发明名称 一种用于对地下大空间形状成像的成像装置 (57) 摘要 本发明公开了一种用于对地下大空间成像的 成像装置， 包括壳体以。
2、及设置在壳体内的摄像头 以及光端机， 所述的光端机与所述的摄像头连接， 其特征在于 ： 所述的摄像头为至少两个且成一个 角度水平布置在壳体内， 在壳体内还设置有阵列 灯， 所述的阵列灯为所述的摄像头同向设置。 该装 置是由超低照度红外摄像头和阵列灯组成， 专门 用于对地下大空间的成像， 如地下溶洞和采空区 等， 而不用于钻孔孔壁的成像。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种用于对地下大空间成像的成像装置， 包括壳体以及设置。
3、在壳体内的摄像头以及 光端机， 所述的光端机与所述的摄像头连接， 其特征在于 ： 所述的摄像头为至少两个且成一 个角度水平布置在壳体内， 在壳体内还设置有阵列灯， 所述的阵列灯与所述的摄像头同向 设置。 2. 根据权利要求 1 所述的用于对地下大空间成像的成像装置， 其特征在于 ： 所述的摄 像头为 4 个， 且成十字交叉分布， 所述的阵列灯为 4 个， 布置在方形灯架的 4 个侧面。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于对地下大空间成像的成像装置， 其特征在于 ： 所述 的摄像头为红外摄像头。 权 利 要 求 书 CN 102508314 A 2 1/3 页 3 一种用于对地下大空间形。
4、状成像的成像装置 技术领域 0001 本发明涉及地质工程、 矿山工程、 水利工程和海洋工程等技术领域， 尤其是地质工 程领域的岩溶洞穴勘察和矿山工程采空区的勘察。 背景技术 0002 在地质工程勘察中， 当钻孔遇到了地下溶洞时， 只知道该孔上洞的高度， 至于该孔 周围洞穴的空间形状如何就不得而知， 而地下洞穴的发育十分复杂， 形状各异， 空间大小相 差十分悬殊， 大的洞穴可以延伸几十米到几千米， 小的洞穴则不到 1 米， 大小对工程影响很 大。借助于工程物探的手段， 也无法精确描述地下洞穴的空间形状。在矿山工程中， 地下采 空区的空间也很大， 形状各异， 老的采空区常常隐蔽， 充满水， 不易发。
5、现， 有时会成为矿坑突 水的重要水源， 因此， 在矿山勘察中也需要查明新老采空区的分布于空间形状及大小。 0003 通过钻孔来观测地下空间的形状， 目前还没有很好的方法手段， 常用的是钻孔电 视。钻孔电视是应用电视技术观察钻孔孔壁地质情况的一种测井方法， 较早的有光学钻孔 电视和超声波钻孔电视， 如北京路业通达科技的限公司与中国科学院联合生产的 LH-GX-A 光学钻孔电视成像仪。 HW-60 多功能钻孔井下电视是一种全景像钻孔电视， 不但能直观孔 壁全貌， 而且还能同时看到孔底。较先进的有 JL-IDOI(A) 只能钻孔电视成像仪， 用来观察 钻孔中地质体的各种特征及细微构造， 如底层岩性、。
6、 岩石结构、 断层、 裂隙、 夹层等。 0004 无论哪种钻孔电视仪， 共同的特征是只有一个摄像头， 摄像方向向下 ； 只对钻孔孔 壁进行成像， 通过从上往下或从下往上慢慢移动探头对孔壁进行成像， 用以观察细微的孔 壁结构。如果钻孔直径大些， 成像效果就很差， 如果遇到溶洞， 则更是无法对溶洞大空间进 行成像。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足， 而提供一种摄像头水平 布置的用于对地下大空间成像的成像装置。 0006 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是 ： 一种用于对地下大空间成像的成像装置， 包括壳体以及设置在壳体内的摄像头以及光 端机， 所述的。
7、光端机与所述的摄像头连接， 其特征在于 ： 所述的摄像头为至少两个且成一个 角度水平布置在壳体内， 在壳体内还设置有阵列灯， 所述的阵列灯与所述的摄像头同向设 置。 0007 所述的摄像头为 4 个， 且成十字交叉分布， 所述的阵列灯为 4 个， 布置在方形灯架 的 4 个侧面。 0008 所述的摄像头为红外摄像头。 0009 与现有技术相比， 本发明采用至少两个摄像头且水平布置的方式， 水平方向布置 后， 摄像头能更好地对空洞侧面的形状清晰成像， 可视范围比设置在下端的摄像头要大， 当 采用至少两个摄像头后， 则能通过相邻两个摄像头之间的夹角来精确定位空洞的大小以及 说 明 书 CN 102。
8、508314 A 3 2/3 页 4 孔径的延伸情况， 解决了大空间成像的质量问题。 附图说明 0010 图 1 是本发明的结构示意图。 0011 其中 ： 1、 复合光缆， 2、 2 芯电源线， 3、 4 芯光缆线， 4、 5、 7 不锈钢外壳体， 6、 透明质 外壳体， 8、 光端机， 9、 红外摄像头， 10、 阵列灯。 具体实施方式 0012 下面结合附图， 对本发明作详细说明 ： 如图 1 所示， 本发明成像装置是由超低照度红外摄像头和阵列灯组成的， 专门用于对 地下大空间的成像， 如地下溶洞和采空区等， 而不用于钻孔孔壁的成像。 该装置由多摄像头 组成， 每个摄像头的摄像均为水平方。
9、向， 只要将探头放置于钻孔的洞穴位置， 就可以观察各 个水平方向岩溶洞穴的形状、 大小、 延伸情况、 是否有充填物质等。 0013 装置主要有三部分组成 ：（1） 由不锈钢和透明质材料组成的防水外壳体 ；（2） 供电 和图像信号传输系统 ；（3） 照明系统。见图 1。 0014 防水外壳体由多段组成， 为方便内部元件的组装。 只有一段是透明质材料， 如有机 玻璃管， 透明质材料段内放置红外摄像头和阵列灯， 便于成像和照明。 不锈钢段之间用防水 螺纹连接， 不锈钢段与透明质材料段之间用紧配合连接。 4个光端机顺序分别对应与4个红 外摄像头连接。4 个红外摄像头的镜头方向两两垂直放置， 代表 4 。
10、个呈正交的方向， 分别获 取地下空间 4 个正交方向的图像， 4 个阵列灯同样也按 4 个正交方向布置， 安装在一个立方 柱的 4 个侧面， 每个阵列灯的光线方向 （即立方柱的一个侧面的法向） 分别与一个红外摄像 头的镜头方向一致， 分别给每个红外摄像头提供红外光源。 0015 实施例 ： 第一步， 材料和配件购买。需要购买的材料和配件有 ： 不锈钢棒 58160， 用于加工不锈钢外壳体 4 和不锈钢外壳体 7 ； 不锈钢管 56150， 用于加工不锈钢外壳体 5 ； 有机玻璃管 555， 用于加工透明质外壳体 6 ； 防水密封圈 （即O型圈） ， 用于不锈钢外壳体4与不锈钢外壳体5, 不锈钢。
11、外壳体5与不 锈钢外壳体 7 之间的防水密封 ； 复合光缆 1， 其中有电源线 2 和单模光缆 3， 长 50 米 ； 4 个光端机 8， 4 个红外摄像头 9 和 4 个阵列灯 10， 要求能放入内径为 50 的管中 ； 2525 的铝棒 12cm， 用于加工阵列灯立方柱 10 ； 其他 ： 如电线， 线路板， 环氧树脂充填胶等。 0016 第二步， 配件加工 将 58 的不锈钢棒加工成不锈钢外壳体 4 和不锈钢外壳体 7， 不锈钢外壳体 4 的尺寸 为554.5100,底的厚度为8mm， 底中央开个小孔， 直径为8mm， 用于电缆的穿越和安装 防水螺纹接头。不锈钢外壳体 7 的尺寸为 55。
12、3100 ； 将 56150 的 不 锈 钢 管 加 工 成 不 锈 钢 外 壳 体 5， 分 别 为 553400 和 554.560 ； 说 明 书 CN 102508314 A 4 3/3 页 5 将 555 的有机玻璃管加工成透明质外壳体 6， 只需要对管口加工， 使与不锈钢外壳 体 5 和不锈钢外壳体 7 的连接呈紧配合接触 ； 将 12cm 长 2525 的铝棒加工成阵列灯立方柱 10， 10 的尺寸为 2525100， 但中间 开孔， 孔的直径为 100， 为便于引线 ； 第三步， 组装 首先将复合电缆1穿过防水螺纹接头和不锈钢外壳体4的底孔， 并将螺纹接头旋紧， 再 将环氧树脂充填胶在管内充填孔口， 以防水。其次按图 1 的线路连接各个部件。 说 明 书 CN 102508314 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102508314 A 6 。