李佳航

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機(jī)器視覺在工業(yè)發(fā)展中的創(chuàng)新應(yīng)用

李佳航

（河北省邯鄲市第一中學(xué)，河北 邯鄲 056000）

隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)器人的發(fā)展也日益繁盛。在機(jī)器人的發(fā)展過程中，最重要的一項(xiàng)技術(shù)就是機(jī)器視覺。機(jī)器視覺最早起源于統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別，集中于二維圖像的分析與識(shí)別，發(fā)展至今天，機(jī)器視覺已較為成熟，為了進(jìn)一步發(fā)展機(jī)器視覺，進(jìn)行了相關(guān)研究。此外，對工業(yè)生產(chǎn)檢測中的技術(shù)手段進(jìn)行了細(xì)致分析與討論，有一定的技術(shù)性。對于工業(yè)生產(chǎn)以及可能對人體生命健康產(chǎn)生較大影響的工作環(huán)境，采用機(jī)器人可以對這些環(huán)境進(jìn)行探索。

機(jī)器視覺；石油；開采裝置；GRB

現(xiàn)今的機(jī)器視覺的發(fā)展已經(jīng)得到了較大的重視，但仍有一些有待解決的問題。目前針對于表面特征識(shí)別有GRB、HSV以及Lab等方法，可以較好地對物體的表面顏色特征進(jìn)行分析處理，此類實(shí)例不勝枚舉，本文對于此類機(jī)器視覺技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用可以更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺在工業(yè)方面的應(yīng)用。本文主要針對的工業(yè)作業(yè)為陸上石油工業(yè)作業(yè)。

1 陸上石油開采裝置

陸上石油開采現(xiàn)今主要由人力來完成勘探，這種方法雖然是現(xiàn)今較為普遍的一種方法，但由于其危險(xiǎn)系數(shù)較高，對人體的健康有著較大的危害性，因此，設(shè)計(jì)了此款陸上石油開采裝置，可以代替人工進(jìn)行石油勘探等作業(yè)，有一定的現(xiàn)實(shí)意義，可以有效減少人員傷亡。本裝置通過機(jī)器視覺的合理應(yīng)用，可以較好地實(shí)現(xiàn)探測以及搜集信息等功能，有較大的現(xiàn)實(shí)意義，減少由于勘探數(shù)據(jù)問題所造成的對環(huán)境的不良影響，有較大的保護(hù)環(huán)境意義。

在對陸上石油的檢測過程中，通常會(huì)對目標(biāo)地點(diǎn)進(jìn)行炸彈轟炸，通過炸的洞穴來進(jìn)行勘探。在此過程中，就會(huì)存在較大的危險(xiǎn)性，對于工人的生命安全造成較大的威脅，因此，設(shè)計(jì)一種新型的檢測裝置，并將此裝置應(yīng)用在陸上石油勘探中已迫在眉睫。

1.1 基于機(jī)器視覺的石油勘探前置頭

目前，石油勘探所采用的主要為人工下井勘探，危險(xiǎn)系數(shù)較高，對于人的生命健康存在著較大的威脅。此外，因此所造成的工人健康問題也不容忽視。本裝置用簡易機(jī)器人代替人工，完成地下勘探的過程，最大程度上減少對人體的傷害，降低人員傷亡率，使帶下勘探更加安全、可靠，具有較高的安全系數(shù)，有利于保護(hù)工人的生命安全。

機(jī)器視覺主要的功能為通過使用機(jī)器來代替人眼完成相關(guān)工作和相關(guān)判斷，以減少人的工作量，并可以提高工作的效率。機(jī)器視覺主要是將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，并將這些信號(hào)傳遞給專用的圖像處理系統(tǒng)，以得到相應(yīng)的被攝目標(biāo)的形態(tài)等信息，進(jìn)而根據(jù)判別結(jié)果來控制現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作。

1.2 巖石勘探技術(shù)分析

陸上石油采集的鉆井現(xiàn)場主要為人工下井作業(yè)，由于井下的環(huán)境較為惡劣，不能較好地進(jìn)行呼吸，因此，會(huì)對工人造成一定的危害。本裝置采用機(jī)器代替人工，通過機(jī)器對地下環(huán)境進(jìn)行勘探與檢測，實(shí)現(xiàn)了對地下環(huán)境的整體把控，這樣不僅可以提高生命安全保障，也可以加快作業(yè)進(jìn)度，更加精準(zhǔn)地對地下環(huán)境進(jìn)行勘測。初始勘探的數(shù)據(jù)分析如表1所示，年度石油勘探數(shù)據(jù)分析如圖1所示。

表1 初始勘探的數(shù)據(jù)分析

年份2010201220132014 數(shù)量/t25 85931 42735 83236 150

2 軟件設(shè)備要求

由于勘探需要使用專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所以，本裝置在設(shè)計(jì)時(shí)加入了相關(guān)程序，以達(dá)到較好的用戶使用效果。具體使用的軟件主要有GeoSed、Java以及C++等，GeoSed軟件主要是進(jìn)行地質(zhì)的勘探，對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析處理，具體分析出當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，可以較好地實(shí)現(xiàn)地質(zhì)研究分析。此外，也會(huì)使用Java以及C++等軟件進(jìn)行編程使用，對于軟件程序，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行新程序的編寫，以編寫更加切合當(dāng)?shù)厍闆r的程序，也可以使用已編寫成功的程序，針對多數(shù)情況均較為適用，有一定的現(xiàn)實(shí)意義，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可降低失誤概率，實(shí)現(xiàn)較大的成功率，可以降低人工勘探時(shí)的不準(zhǔn)確性，減少人員傷亡和不必要的損失，在提高效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本的降低。

本裝置所采用的視覺軟件主要為GeoSed，此軟件是Java拓?fù)涮准↗TS）的c++移植，因此，它的目的是在c++中包含完整的JTS移植。

此軟件包含了所有OpenGIS的“簡單的SQL特征”，即為空間預(yù)測函數(shù)以及空間操作員，擁有較為強(qiáng)大的功能，可以很好地實(shí)現(xiàn)陸上石油勘探時(shí)的空間感知等。除此之外，本裝置通過勘探油礦礦井完成對環(huán)境的全方位的探測，具有較大的環(huán)境保護(hù)意義。

對于軟件的應(yīng)用，除以上列舉的軟件外，還可以通過對Java以及C++等軟件進(jìn)行更加適合當(dāng)?shù)氐某绦蚓帉?，也可以?shí)現(xiàn)較好的處理效果。此外，根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)所編寫的程序?qū)Ξ?dāng)?shù)氐目睖y效果會(huì)相對較好，因此，對于程序的實(shí)時(shí)更新與編寫有一定的現(xiàn)實(shí)意義，可以更好地實(shí)現(xiàn)對陸上石油的感應(yīng)。

圖1 年度石油勘探數(shù)據(jù)分析

3 數(shù)據(jù)分析處理模塊

在對石油數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，對本裝置獲得的石油勘探數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行分析對比，從而獲得較好的勘測結(jié)果，有一定的實(shí)現(xiàn)意義。與此同時(shí)，通過數(shù)據(jù)的對比也可以較好地實(shí)現(xiàn)裝置的整體勘探數(shù)據(jù)的把控，更加有效地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分析，有一定的可靠性，可以對當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)有更加高效、可行的保護(hù)作用，減少對土地的破壞，可以較好地實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)以及能源的節(jié)約等。

除此之外，本裝置通過對環(huán)境的整體把控，達(dá)到了較好的勘測效果。所以，本裝置無需人工處理便達(dá)到了較好的效果，降低了所使用的成本，可以較好地實(shí)現(xiàn)勘探環(huán)境的檢測，并能根據(jù)環(huán)境的不同進(jìn)行相應(yīng)改變，以達(dá)到較好的勘測效果。通過對機(jī)器視覺的使用，可以進(jìn)一步提升工作精度和準(zhǔn)確度，有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)束語

在工業(yè)生產(chǎn)以及其他工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)器視覺可以較好地探測周圍環(huán)境，在工業(yè)生產(chǎn)以及挖掘勘探等過程中得到了較好的應(yīng)用，同時(shí)，通過機(jī)器視覺與相關(guān)算法的應(yīng)用，也可以在生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)精度等方面獲得提升。

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2095－6835（2018）24－0146－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.146

〔編輯：張思楠〕