[发明专利]基于钻孔电视图像提取结构面特征的方法及装置和介质

权利要求书

1.一种基于钻孔电视图像提取结构面特征的方法，其特征在于：所述方法包括：

获取钻孔三维图像中裂缝上至少五个第一目标点；各个第一目标点的横纵坐标表示为:

θ＝[θ₁,θ₂,...θ_i,...,θ_n] (1)

Z＝[Z₁,Z₂,...,Z_i,...,Z_n] (2)

式中θ_i，Z_i为第i个点在钻孔二维展开图中的横坐标及纵坐标，θ为钻孔电视探头的自转角度，Z为当前钻孔深度；

基于各个第一目标点的横纵坐标，进行以下形式的函数拟合：

Z(θ)＝a*sin(θ+b)+c (3)

式中，Z(θ)为当前钻孔深度，a,b,c为拟合常数；

基于拟合好的函数，构造出至少三个第二目标点，根据所述第二目标点计算平面法向量；

基于所述平面法向量和所述第二目标点，对平面方程进行求解，计算得到结构面倾角和结构面倾向。

2.根据权利要求1所述的基于钻孔电视图像提取结构面特征的方法，其特征在于：基于拟合好的函数，构造出三个第二目标点，所述三个第二目标点能够构造出一个平面，所述三个第二目标点分别为：

A((R*cos(0),R*sin(0)，Z(0)))

B((R*cos(π/4),R*sin(π/4)，Z(π/4))

C((R*cos(π),R*sin(π)，Z(π)))

其中R为钻孔半径。

3.根据权利要求2所述的基于钻孔电视图像提取结构面特征的方法，其特征在于：根据所述第二目标点，通过下式(5)计算得到平面法向量：

式中，为平面ABC的法向量，为点B指向点A的矢量，为点C指向A的矢量。

4.根据权利要求3所述的基于钻孔电视图像提取结构面特征的方法，其特征在于：所述基于所述平面法向量和所述第二目标点，对平面方程进行求解，计算得到结构面倾角和结构面倾向，具体包括：

设则平面方程表示为：

l₀x+n₀y+r₀z+Z(0)＝0 (5)

选取二维展开图像中裂缝张开度最大点的坐标M(θ_m,z_m)，该点三维坐标为：

计算点M到平面的距离即为裂缝张开度：

设钻孔倾向为α₀，倾角为β₀；将绕着y轴旋转(π/2-β₀)，得到旋转

将绕着Z轴旋转(α₀+180)，得到旋转后的法向量

S012由法向量计算结构面倾角α，令D＝[0 0 1]，则

由法向量计算结构面倾向β，设N₂＝[x₂,y₂,z₂]，z₂＞0，则

e₀＝arctan(abs(y₂/x₂))*180/π (11)

式中e₀为结构面倾向计算值，β为结构面倾向。