岩芯图像采集系统设计报告2011617.doc

岩芯图像采集系统设计报告 编写单位：天津普达软件技术有限公司 编写日期： 2011年06月08 1. 前言 - 1 - 1.1. 目的 - 1 - 1.1.1. 编写目的 - 1 - 1.1.2. 读者 - 1 - 2. 项目概述 - 1 - 2.1. 项目背景 - 1 - 2.2. 项目实施的目标 - 2 - 3. 项目需求 - 3 - 3.1. 图像采集模块 - 3 - 3.1.1. 普光表面图像采集 - 3 - 3.1.2. 普光岩心切面采集 - 3 - 3.1.3. 荧光岩心切面采集 - 3 - 3.1.4. 岩屑扫描 - 3 - 3.2. 图像处理模块 - 4 - 3.2.1. 图像裁剪 - 4 - 3.2.2. 图像拼接 - 4 - 3.2.3. 相机标定 - 4 - 3.2.4. 图像资料入库 - 4 - 4. 解决方案 - 5 - 4.1. 系统结构 - 5 - 4.2. 岩心图像采集系统技术指标 - 7 - 4.2.1. 岩心图像采集系统规格 - 7 - 4.2.2. 成像系统 - 7 - 4.2.3. 控制系统 - 7 -  前言 目的 编写目的 根据信息中心IT技术研究室提出的岩芯图像采集系统的具体需要，提出了该解决方案。 考虑到系统的稳定性、易用性、安全性和可扩展性，提出了整个系统的总体结构和开发策略。本方案讲述了岩芯图像采集系统的系统结构及功能特点。 本文档的编写目的是： 对系统的总体设计方案进行详细、科学的阐述。 项目任务提出后方可以根据此方案，对总体设计提出指导和意见。 本设计方案将系统提供真实可靠的理论依据和指导。 读者 本文档的预期读者是项目设计人员、程序员、安装调试人员、用户及相关业务人员。 项目概述 项目背景 岩心图像采集系统是以钻采工程研究院信息中心与天津普达软件技术有限公司双方共同成立的“数字油田技术研发重点实验室”为主体而协同开发的第一个科研项目，是有效促进“数字油田技术研发重点实验室”为进一步提高创新体系、加强双方单位在技术成果和人力资源等方面的有机结合的真实体现，岩心图像采集系统的成功研发与应用必将为数字油田技术研发重点实验室的良好运营与发展奠定良好基础。 项目实施的目标 本项目综合运用图象处理技术、计算机技术和自动控制技术,开发出完全具有自主知识产权的 “岩心图像采集仪”。实现岩心、岩屑、井壁取心等图像的一体化采集，提高图像采集分辨率，提高采集的效率及自动化程度。申请国家实用新型专利一项，软件著作权一项。 项目需求 图像采集模块 图像采集模块包括：普光表面图像采集、普光岩心切面采集、荧光扫描、岩屑扫描。 普光表面图像采集 采用普光对岩心外面表进行图像采集，设置好采集参数后，点采集按钮进行第一阶段采集，当岩心旋转一周以上时，自动移位至第二阶段采集，直到将完成全部扫描。扫描结束后进行图像裁剪及图像拼接，形成完成的岩心表面图像。 普光岩心切面采集 当岩心破碎较严重或不能旋转时，需要进行纵切面采集，采用普光照明，将摄像头及光源调整90度，并调整摄像头至岩心的最右端，沿着切面进行模向扫描，一次性扫描完成，进行图像裁剪。 荧光岩心切面采集 荧光岩心切面扫描与普光岩心切面扫描类似，光源采用荧光，需要自动从普光切换到荧光。 岩屑扫描 对岩屑进行扫描，自动调节相机高度，并可切换普光及荧光，可分别进行普光扫描和荧光扫描。 图像处理模块 图像处理模块包括：图像裁剪、图像拼接，相机标定（白平衡、彩色校正） 图像裁剪 由于摄像头一次采集的岩心长度或宽度会比实际岩心的长度或宽度范围大一些，需要对采集的图像进行剪切，把采集图像多余的部分剪切掉。 图像拼接 对分多段扫描的图像进行无缝拼接。 相机标定 对相机的白平衡，亮度等进行标定，采用标准色卡，使相机的彩色还原度达到最佳效果。并使采集图像的明暗程度达到一致。 图像资料入库 对扫描的图像资料按规进行命名，并存入岩心库中。 设计方案 系统结构 机柜外形 机柜内部 相关附件：岩心切面扫描槽 岩屑扫描槽 基本原理 说明：通过计算机与PLC通讯，将要完成的扫描项目告知PLC，PLC自动完成该扫描项目的相关动作。如果岩心白光360°旋转扫描，计算机把扫描项目告知PLC，PLC知道扫描项目后，自动打开白光，调整相机高度，让岩心匀速旋转，扫描一段后，再移动相机进行第二段的扫描；相同原理当扫描项目为荧光扫描时，PLC自动调整电机达到荧光扫描的条件。 岩心图像采集系统技术指标 岩心图像采集系统规格 ● 长1500mm，宽500mm，高1200mm，重100Kg●? 电源：220V（50Hz），电流2A●? 每次扫描的岩心的长度：可达到1m（包括岩心切片）●? 岩心直径：正常100mm，最大可到150mm 成像系统 ●? 高分辨率彩色照相机3*4080像素，每个点