基于Android系统的矿用钻孔成像仪软件开发
2020年电子技术应用第10期
李 旭
中煤科工集团 西安研究院有限公司，陕西 西安710054
摘要： 为进一步加强钻孔精细探测能力，开发了一款基于Android系统的矿用本安型钻孔成像仪软件。通过对现有设备硬件采集到的视频、深度和角度信息做深入的数据挖掘与融合，实现钻孔图像采集、图像展开、探头姿态、二维轨迹和三维轨迹等多源钻孔观测功能；设计了一套“映射变换”算法对图像展开功能进行优化，提升图像展开速度137%，实现了钻孔图像展开实时化；引入基于JNI与边缘计算思想的通信接口技术，将电子罗盘与深度计数器的数据预处理放在硬件接口内完成，降低主机负载4.6%。实验表明，成像仪软件可充分发挥钻孔成像仪主机的硬件性能，提高井下钻孔观测施工效率。
中图分类号： TN98
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191395
中文引用格式： 李旭. 基于Android系统的矿用钻孔成像仪软件开发[J].电子技术应用，2020，46(10)：88-92.
英文引用格式： Li Xu. Development of mining intrinsic safety drill imager application based on Android system[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(10)：88-92.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191395
中文引用格式： 李旭. 基于Android系统的矿用钻孔成像仪软件开发[J].电子技术应用，2020，46(10)：88-92.
英文引用格式： Li Xu. Development of mining intrinsic safety drill imager application based on Android system[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(10)：88-92.
Development of mining intrinsic safety drill imager application based on Android system
Li Xu
Xi′an Research Institute Co.，Ltd.，China Coal Technology and Engineering Group Corp.，Xi′an 710054，China
Abstract： In order to further enhance the ability of detailed drilling detection, a mine intrinsically safe borehole imager application based on the Android system is developed. Through a deeply data mining and fusion of video, depth and angle information which has been acquired, it functions such as video acquisition, image unwrapping, probe attitude, 2d/3d trajectory etc. A set of "mapping transformation" algorithm was designed to optimize the image expansion function and improve the image expansion speed by 137%, real time drilling image development is achieved.The communication interface technology based on JNI and edge computing was introduced, and the data preprocessing of the electronic compass and depth counter was completed in the hardware interface, which reduced the load of the host by 4.6%. The experiment shows that the software of borehole imager allowed full play to the hardware performance of borehole imager and improved the construction efficiency of borehole observation.
Key words : drill imager；Android application；image unwrapping；Java native interface；trajectory drawing
0 引言
钻孔精细探测能够有效掌握煤矿井下巷道的围岩、工作面的断层构造以及上覆岩层导水裂隙带等地质情况，为巷道的支护设计、瓦斯抽采、巷道修复和围岩注浆加固[1]等工作提供真实且有效的数据支持[2]。
钻孔成像技术是一种以光学成像原理为主的成像测井技术[3-6]。国内外研究全景钻孔成像系统的有中科院武汉岩土力学所、武汉固德、湖北奥诚等相关科研单位，开发了多款地面钻孔成像仪，此类产品虽然功能丰富，但其体积和重量大，便携性差，且系统主机未进行防爆测试，只能用于在地面探测垂直钻孔[7]；武汉长盛等单位也开发了数款适用于井下的钻孔成像器，但是其功能简单，只能对简单地质结构进行探测。软件方面，现有成像仪软件大部分是基于嵌入式系统定制开发的仪器内置系统，虽然功能比较全面，但界面比较死板，操作不便，且软件升级操作困难，后期维护成本较高。
安卓系统是目前一款主流的便携式设备操作系统，具有界面美观、操作简便、开发难度低、可移植性和可维护性强等特点，但搭载安卓系统的硬件平台一般为低算力、低功耗的移动设备，因此需要针对不同模块需求设计高效算法，针对硬件接口设计通信方案[8]，实现软硬件系统的各项功能。
本文介绍了一款适配于本单位研发的CXK12矿用本安型钻孔成像仪的Android APP，通过开发一种快速图像展算法和一种集成接口算法，实现视频观测与预览、深度角度测量、平面轨迹绘制、三维轨迹绘制、钻孔图像展开、视频与测量数据导出等功能，扩展了钻孔成像仪的应用领域。
本文详细内容请下载：http://www.chinaaet.com/resource/share/2000003029
作者信息：
李 旭
(中煤科工集团 西安研究院有限公司，陕西 西安710054)
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