一種巖心圖像采集系統(tǒng)的鏡頭對(duì)焦方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于地質(zhì)石油勘探領(lǐng)域，涉及一種巖心圖像采集系統(tǒng)的鏡頭對(duì)焦方法，包括：將固定有相機(jī)和激光位移傳感器的Z軸置于原點(diǎn)位置；激光位移傳感器在Z軸的帶動(dòng)下從原點(diǎn)向下移動(dòng)，當(dāng)激光位移傳感器與巖心的絕對(duì)距離等于觸發(fā)激光位移傳感器生成位置信號(hào)的設(shè)定值時(shí)，傳感器接通，輸出信號(hào)給控制器；控制器停止Z軸的運(yùn)動(dòng)，保存Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的第一輸出脈沖數(shù)；Z軸復(fù)位原點(diǎn)；X軸帶動(dòng)Z軸水平移動(dòng)到設(shè)定位置；再次測(cè)距并保存第二次測(cè)距得到的Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的第二輸出脈沖數(shù)；選取其中較小的輸出脈沖數(shù)，作為掃描時(shí)的Z軸的最終運(yùn)行值。本發(fā)明能夠提高成像質(zhì)量。
【專利說明】一種巖心圖像采集系統(tǒng)的鏡頭對(duì)焦方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地質(zhì)石油勘探領(lǐng)域，涉及一種巖心熒光普光一體化圖像采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的市場(chǎng)的巖心掃描儀，大多普光和熒光圖像的采集分別在兩臺(tái)設(shè)備上獨(dú)立運(yùn)行，且自動(dòng)化程度不夠高，采用分開式設(shè)計(jì)存在以下問題:首先，兩臺(tái)設(shè)備獨(dú)立設(shè)計(jì)，需要耗費(fèi)較多的人力物力和財(cái)力，增加了設(shè)備購(gòu)置成本，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求；其次，增加了占地面積，同一根巖心需要在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行兩次掃描，圖像掃描效率不高。圖1對(duì)此種缺陷進(jìn)行了改進(jìn)，是一種普光和熒光掃描一體設(shè)備，該設(shè)備的X軸向滑臺(tái)3通過支架2與底板I固定連接3軸向滑臺(tái)4固定在X軸向滑臺(tái)3的滑塊上；相機(jī)6與鏡頭一體通過轉(zhuǎn)接板5和激光位移傳感器7組合為一整個(gè)整體,確保激光位移傳感器7與相機(jī)6鏡頭之間的相對(duì)位置始終保持不變；轉(zhuǎn)接板5固定在Z軸向滑臺(tái)4的滑塊上。但目前該設(shè)備的不足之處是:針對(duì)一些不規(guī)則巖心掃描時(shí)，會(huì)出現(xiàn)成像模糊的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種適用于上述普光和熒光掃描一體設(shè)備的鏡頭精準(zhǔn)對(duì)焦方法，以提高成像質(zhì)量。
[0004]一種巖心圖像采集系統(tǒng)的鏡頭對(duì)焦方法，所述的圖像采集系統(tǒng)包括通過支架與底板固定連接的X軸向滑臺(tái)，在X軸向滑臺(tái)的滑塊上固定有Z軸向滑臺(tái)，柱狀巖心擺放在由兩個(gè)距離固定的平行膠輥之間的中心位置上，相機(jī)光軸與激光位移傳感器中心所成平面與X軸向滑臺(tái)的移動(dòng)方向平行，并且該平面與柱狀巖心的相交線與柱狀巖心在X軸向滑臺(tái)方向的中軸線平行，相機(jī)、鏡頭與激光位移傳感器固定在Z軸向滑臺(tái)的滑塊上；所述的鏡頭對(duì)焦方法包括下列步驟:
[0005]I)對(duì)于相同規(guī)格的柱狀巖心,根據(jù)激光位移傳感器與鏡頭的絕對(duì)距離和相機(jī)最佳成像時(shí)鏡頭距離物體的距離，設(shè)置觸發(fā)激光位移傳感器生成位置信號(hào)的設(shè)定值；
[0006]2)將柱狀巖心樣本置于平行膠輥之間的中心位置上；
[0007]3)將固定有相機(jī)和激光位移傳感器的Z軸置于原點(diǎn)位置；
[0008]4)激光位移傳感器在Z軸的帶動(dòng)下從原點(diǎn)向下移動(dòng)，當(dāng)激光位移傳感器與巖心的絕對(duì)距離等于觸發(fā)激光位移傳感器生成位置信號(hào)的設(shè)定值時(shí)，傳感器接通，輸出信號(hào)給控制器
[0009]5)控制器停止Z軸的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)保存Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的第一輸出脈沖數(shù)，完成第一次測(cè)距；
[0010]6) Z軸復(fù)位原點(diǎn)；
[0011]7) X軸帶動(dòng)Z軸水平移動(dòng)到設(shè)定位置；
[0012]8)重復(fù)第一次測(cè)距的動(dòng)作，并保存第二次測(cè)距得到的Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的第二輸出脈沖數(shù)；[0013]9)將兩次測(cè)距得到的輸出脈沖數(shù)相比較，選取其中較小的輸出脈沖數(shù)，作為對(duì)相同規(guī)格的柱狀巖心掃描時(shí)的Z軸的最終運(yùn)行值,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的對(duì)此種相同規(guī)格的柱狀巖心掃描的自動(dòng)對(duì)焦。
[0014]本發(fā)明采用大量程、高精度激光位移傳感器，通過2次測(cè)距，剔除有可能由于巖心不規(guī)則凹陷帶來的對(duì)焦不準(zhǔn)的現(xiàn)象，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)Z軸自動(dòng)對(duì)焦功能，提高了自動(dòng)化性能，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了掃描圖像的清晰度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明的對(duì)焦方法適用的巖心圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2測(cè)距流程圖。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]1:底板2:支架3:X軸向滑臺(tái)4:Z軸向滑臺(tái)
[0019]5:轉(zhuǎn)接板6:相機(jī)(包括鏡頭)7:激光位移傳感器8:膠輥
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0021]如圖1所示，采集圖像時(shí)，柱狀巖心擺放在由兩個(gè)距離固定的平行膠輥8之間的中心位置上。相機(jī)6光軸與激光位移傳感器7中心所成平面與X軸向滑臺(tái)3的移動(dòng)方向平行，并且該平面與柱狀巖心的相交線與柱狀巖心在X軸向滑臺(tái)3方向的中軸線平行。PLC控制器根據(jù)激光位移傳感器7的檢測(cè)信號(hào)，控制伺服電機(jī)進(jìn)行定位定速運(yùn)行，同時(shí)PLC與上位機(jī)實(shí)時(shí)通訊，來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全自動(dòng)運(yùn)行。
[0022]參見圖2，普光和熒光掃描一體設(shè)備的自動(dòng)對(duì)焦過程如下:
[0023]根據(jù)激光位移傳感器與鏡頭的絕對(duì)距離為已知的一個(gè)固定值，及相機(jī)最佳成像時(shí)鏡頭距離物體的距離，設(shè)置激光位移傳感器生成位置信號(hào)的設(shè)定值。利用PLC通過脈沖控制Z軸帶動(dòng)激光位移傳感器向下移動(dòng)，當(dāng)激光位移傳感器與被測(cè)巖心的絕對(duì)距離等于激光位移傳感器設(shè)定值時(shí)，激光位移傳感器輸出信號(hào)給PLC，PLC將停止Z軸的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)PLC保存Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的輸出脈沖數(shù)I至寄存器A，系統(tǒng)完成第一次測(cè)距任務(wù)3軸復(fù)位原點(diǎn)；X軸帶動(dòng)Z軸水平移動(dòng)設(shè)定位移，Z軸重復(fù)第一次測(cè)距的動(dòng)作指令，并將第二次的Z向輸出脈沖數(shù)2保留在PLC寄存器B中，比較脈沖I與脈沖2，選取其中脈沖數(shù)較小的脈沖數(shù)作為Z軸的最終運(yùn)行值，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)對(duì)焦。
[0024]由于相機(jī)拍照時(shí)鏡頭要想清晰的成像，必須保證鏡頭與被測(cè)物料表面的絕對(duì)距離保持不變，但是每次被測(cè)巖心巖屑的直徑各不相同，這樣就使的鏡頭每次拍照時(shí)，相機(jī)鏡頭與Z軸的原點(diǎn)位置位移量并非是一個(gè)定值。
[0025]在本實(shí)施例中，應(yīng)用高精度(75um)、超小型激光位移傳感器、大量程(可設(shè)定范圍為250± 150mm)，由于其小巧精悍、2個(gè)開關(guān)量信號(hào)可獨(dú)立設(shè)置測(cè)量范圍、同時(shí)方便的MF功能:(激光的關(guān)閉、外部輸入、數(shù)據(jù)保持、單點(diǎn)觸發(fā)功能)。與PLC配合應(yīng)用，通過設(shè)定激光位移傳感器的測(cè)量范圍(激光位移傳感器與被測(cè)巖心或巖屑的絕對(duì)距離)，當(dāng)點(diǎn)擊測(cè)距開啟時(shí)，激光位移傳感器功能接通，Z軸從原點(diǎn)位置下降，位置到達(dá)激光位移傳感器的測(cè)量范圍值時(shí)，激光位移傳感器可以精準(zhǔn)的輸出開關(guān)量信號(hào)傳給PLC，PLC控制Z軸伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，并記錄Z軸從原點(diǎn)位置到停止運(yùn)動(dòng)時(shí)所運(yùn)行的脈沖數(shù)，并將該脈沖值存入PLC的一個(gè)寄存器中，由于其激光位移傳感器設(shè)定接通值是定值、激光位移傳感器與鏡頭的絕對(duì)值是定值，同時(shí)鏡頭的焦距是定值。這樣便可算出相機(jī)拍照時(shí)，Z軸帶動(dòng)相機(jī)每次下降的脈沖數(shù)，并將該值保存到PLC寄存器A中。為了減少誤差，通過X軸帶動(dòng)Z軸所有設(shè)備水平移動(dòng)固定位移。用Z軸進(jìn)行兩點(diǎn)測(cè)距，并保存計(jì)算值到PLC的寄存器B中。比較A與B寄存器中的值。若A〈B，則將A值設(shè)定為此次測(cè)距時(shí)Z軸的最終運(yùn)行值。由于測(cè)距傳感器可以通過PLC實(shí)現(xiàn)激光關(guān)閉功能,若被掃描的巖心屬于同一規(guī)格，那么可以再掃描開啟式，取消測(cè)距功能，系統(tǒng)將根據(jù)原始保存值A(chǔ)運(yùn)行Z軸，減少了每次掃描周期。
[0026]采用本發(fā)明的通過激光位移傳感器多點(diǎn)位置檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)對(duì)焦方法，能有效減少因檢測(cè)一點(diǎn)位置(因巖心表面坑洼不平整)帶來的檢測(cè)誤差，導(dǎo)致相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦時(shí)，對(duì)焦不準(zhǔn)、成像模糊的現(xiàn)象；同時(shí)采用高精度、超小型激光位移傳感器，使得該設(shè)備安裝更為簡(jiǎn)單，不影響Z軸有效行程，同時(shí)還提高了檢測(cè)精度。
【權(quán)利要求】
1.一種巖心圖像采集系統(tǒng)的鏡頭對(duì)焦方法，所述的圖像采集系統(tǒng)包括通過支架與底板固定連接的X軸向滑臺(tái)，在X軸向滑臺(tái)的滑塊上固定有Z軸向滑臺(tái)，柱狀巖心擺放在由兩個(gè)距離固定的平行膠輥之間的中心位置上，相機(jī)光軸與激光位移傳感器中心所成平面與X軸向滑臺(tái)的移動(dòng)方向平行，并且該平面與柱狀巖心的相交線與柱狀巖心在X軸向滑臺(tái)方向的中軸線平行，相機(jī)、鏡頭與激光位移傳感器固定在Z軸向滑臺(tái)的滑塊上；所述的鏡頭對(duì)焦方法包括下列步驟: 1)對(duì)于相同規(guī)格的柱狀巖心，根據(jù)激光位移傳感器與鏡頭的絕對(duì)距離和相機(jī)最佳成像時(shí)鏡頭距離物體的距離，設(shè)置觸發(fā)激光位移傳感器生成位置信號(hào)的設(shè)定值； 2)將柱狀巖心樣本置于平行膠輥之間的中心位置上； 3)將固定有相機(jī)和激光位移傳感器的Z軸置于原點(diǎn)位置； 4)激光位移傳感器在Z軸的帶動(dòng)下從原點(diǎn)向下移動(dòng)，當(dāng)激光位移傳感器與巖心的絕對(duì)距離等于觸發(fā)激光位移傳感器生成位置信號(hào)的設(shè)定值時(shí)，傳感器接通，輸出信號(hào)給控制器； 5)控制器停止Z軸的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)保存Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的第一輸出脈沖數(shù)，完成第一次測(cè)距。 6)Z軸復(fù)位原點(diǎn)； 7)X軸帶動(dòng)Z軸水平移動(dòng)到設(shè)定位置； 8)重復(fù)第一次測(cè)距的動(dòng)作，并保存第二次測(cè)距得到的Z軸從原點(diǎn)移動(dòng)到停止位置的第二輸出脈沖數(shù)； 9)將兩次測(cè)距得到的輸出脈沖數(shù)相比較，選取其中較小的輸出脈沖數(shù)，作為對(duì)相同規(guī)格的柱狀巖心掃描時(shí)的Z軸的最終運(yùn)行值,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的對(duì)此種相同規(guī)格的柱狀巖心掃描的自動(dòng)對(duì)焦。
【文檔編號(hào)】G01N21/01GK103528953SQ201310499787
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】李華偉, 余天洪, 任海燕, 段智魁, 郝麗俊, 張齊榕 申請(qǐng)人:天津普達(dá)軟件技術(shù)有限公司