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龙图腾网获悉中国科学院武汉岩土力学研究所;山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队);武汉地质勘察基础工程有限公司;中国地质大学(武汉)申请的专利一种深部裂隙视光声磁协同原位测量装置与测量方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120971575B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511504855.2，技术领域涉及：G01N29/06；该发明授权一种深部裂隙视光声磁协同原位测量装置与测量方法是由汪进超;李生海;陈明;曾纪文;贺浩;韩园园;张国华设计研发完成，并于2025-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种深部裂隙视光声磁协同原位测量装置与测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种深部裂隙视光声磁协同原位测量装置，包括放在钻孔内部的测量机器人、放在孔口附近的电缆下放装置、放在钻孔外围的上位机。测量机器人，能够实现孔中不同位置的裂隙网络原位测量，并具备自主行进的功能；电缆下放装置主要通过深度编辑器实现测量机器人的深度位置感知，并实现测量机器人与上位机之间的数据连通。本发明还公开了一种深部裂隙视光声磁协同原位测量方法。本发明可实现特征区域感知搜索、自主巡航与多源数据快速采集，结合后续的数据处理方法，即可实现深部裂隙网络的高精度原位测量与可视化。

本发明授权一种深部裂隙视光声磁协同原位测量装置与测量方法在权利要求书中公布了：1.一种深部裂隙视光声磁协同原位测量方法，利用一种深部裂隙视光声磁协同原位测量装置，包括测量机器人，测量机器人包括前筒体和后筒体，前筒体的后端套设在后筒体的前端上，前筒体前端设置有光学成像组件与声学成像组件，前筒体的前段套设固定有前端抓力气囊2.2，前端抓力气囊2.2和前端充气泵2.1连接，前筒体上还设置有前居中支撑滚轮组和中部居中支撑滚轮组，后筒体上套设固定有后端抓力气囊6.2，后端抓力气囊6.2和后端充气泵6.1连接，后筒体上还设置有后居中支撑滚轮组，驱动固定模块4.1固定在前筒体内，驱动固定模块4.1上安装有用于驱动前进驱动轴4.3伸缩的前进驱动模块4.2，后筒体的前端面设置有测量固定端面板5.1，测量固定端面板5.1与前进驱动轴4.3连接，测量固定端面板5.1上安装有用于驱动测量轴向驱动轴5.3伸缩的测量轴向驱动模块5.2，测量轴向驱动轴5.3上安装有测量周向驱动模块5.4，测量周向驱动模块5.4上安装有视-光-声-磁测量模组5.5和井下方位模块5.7， 所述视-光-声-磁测量模组5.5包含的传感器种类包括用于采集孔壁表面图像信息的光学摄像头、用于采集孔壁表面轮廓起伏信息的激光探头、用于采集孔壁浅表层裂隙信息的声波探头、以及用于采集孔壁深表层裂隙信息的电磁波探头，同一种类传感器呈圆环状均匀布设，不同种类传感器的信号探测方向均与中心轴线8垂直，中心轴线8、前筒体的中心轴和后筒体的中心轴共线，光学成像组件、声学成像组件、前端充气泵2.1、前进驱动模块4.2、测量轴向驱动模块5.2、测量周向驱动模块5.4、视-光-声-磁测量模组5.5、以及井下方位模块5.7均与井下控制模块5.6连接， 其特征在于，上述方法包括数据钻孔归位步骤： 分别用矩阵FD[][]、矩阵LD[][]、矩阵SD[][]、以及矩阵RD[][]存储孔壁表面图像信息、孔壁表面轮廓起伏信息、孔壁浅表层裂隙信息、以及孔壁深表层裂隙信息，FD[n1][h1]表示方位钻孔n1方位h1深度处的孔壁表面图像信息，LD[n1][h1]表示方位钻孔n1方位h1深度处的孔壁表面轮廓起伏信息，SD[n1][h1]表示方位钻孔n1方位h1深度处的孔壁浅表层裂隙信息，RD[n1][h1]表示方位钻孔n1方位h1深度处的孔壁深表层裂隙信息， 对矩阵FD[][]进行二值化处理，形成二值图像矩阵FFD[][]；对矩阵LD[][]进行二值化处理，形成二值图像矩阵LLD[][]；将二值图像矩阵FFD[][]与二值图像矩阵LLD[][]对应方位和深度的元素进行叠加，形成二值图像矩阵RH[][]，计算二值图像矩阵RH[][]中在沿钻孔中心轴线方向上裂隙区域所对应最大高度H[][]max和最小高度H[][]min； 对矩阵SD[][]进行二值化处理，形成二值图像矩阵SSD[][]，计算出离钻孔中心轴线最近的双曲线的单侧曲线顶点Ssd1的坐标SW[][]1,SH[][]1，SW[][]1表示单侧曲线顶点Ssd1在对应方位和深度的矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的横向坐标，SH[][]1表示单侧曲线顶点Ssd1在对应方位和深度的矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的纵向坐标；计算出单侧曲线顶点Ssd1所在单侧曲线距离钻孔中心轴最远的点Ssd2的坐标[SW[][]2,SH[][]2，SW[][]2表示点Ssd2在对应方位和深度的矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的横向坐标，SH[][]2表示点Ssd2在对应方位和深度的矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的纵向坐标，计算出各个方位和深度的矩阵SSD[][]的元素所对应图像区域的裂隙高度SHW[][]， ； 其中，vs[][]表示单侧曲线顶点Ssd1对应的方位和深度的矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的声波传播速度； 对矩阵RD[][]进行二值化处理，形成二值图像矩阵RRD[][]，计算出离钻孔中心轴线最近的双曲线的单侧曲线顶点Rrd1的坐标RW[][]1,RH[][]1，RW[][]1表示单侧曲线顶点Rrd1在对应方位和深度的矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的横向坐标，RH[][]1表示单侧曲线顶点Rrd1在对应方位和深度的矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的纵向坐标；计算出单侧曲线顶点Rrd1所在单侧曲线距离钻孔中心轴最远的点Rrd2的坐标[RW[][]2,RH[][]2，RW[][]2表示点Rrd2在对应方位和深度的矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的横向坐标，RH[][]2表示点Rrd2在对应方位和深度的矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的纵向坐标，计算出各个方位和深度的矩阵RRD[][]的元素所对应图像区域的裂隙高度RHW[][]， ； 其中，vr[][]表示单侧曲线顶点Rrd1对应的方位和深度的二值图像矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的电磁波传播速度， 还包括裂隙网络重建步骤，裂隙网络重建步骤包括： 对各个方位和深度的二值图像矩阵RH[][]的元素对应的图像区域重建为在钻孔径向方向上具备设定厚度的孔壁环柱段，将二值图像矩阵RH[][]的元素对应的图像区域的裂隙重建在孔壁环柱段中，具体为：若二值图像矩阵RH[][]的元素对应的图像区域的裂隙的最大高度H[][]max为0，孔壁环柱段内不设置裂隙；若二值图像矩阵RH[][]的元素对应的图像区域的裂隙的最大高度H[][]max大于0，在孔壁环柱段内与对应的二值图像矩阵RH[][]的元素的图像区域的裂隙相同高度处布设裂隙，在孔壁环柱段内的布设裂隙的高度所在平面的各点处，裂隙的高度随机选取为最大高度H[][]max到最小高度H[][]min之间的值，同一深度的各个方位对应的环柱段拼接为完整的孔壁环柱，即对孔壁环柱以方位数进行等分形成孔壁环柱段， 还包括：对各个方位和深度的矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域重建为在钻孔径向方向上具备设定厚度的近场环柱段，将矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的裂隙重建在近场环柱段中，具体为：若矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的裂隙高度SHW[][]为0，近场环柱段内不设置裂隙；若矩阵SSD[][]的元素对应的图像区域的裂隙高度SHW[][]大于0，在近场环柱段内与对应的矩阵SSD[][]的元素的图像区域的裂隙相同高度处布设裂隙，在近场环柱段内的布设裂隙的高度所在平面的各点处，裂隙的高度为裂隙高度SHW[][]，生成一个固定高度的裂隙，同一深度的各个方位对应的近场环柱段拼接为完整的近场环柱，即对近场环柱以方位数进行等分形成近场环柱段， 还包括：对各个方位和深度的矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域重建为在钻孔径向方向上具备设定厚度的远场环柱段，将矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的裂隙重建在远场环柱段中，具体为：若矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的裂隙高度RHW[][]为0，远场环柱段内不设置裂隙；若矩阵RRD[][]的元素对应的图像区域的裂隙高度RHW[][]大于0，在远场环柱段内与对应的矩阵RRD[][]的元素的图像区域的裂隙相同高度处布设裂隙，在远场环柱段内的布设裂隙的高度所在平面的各点处，裂隙的高度为裂隙高度RHW[][]，生成一个固定高度的裂隙，同一深度的各个方位对应的远场环柱段拼接为完整的远场环柱，即对远场环柱以方位数进行等分形成远场环柱段， 还包括以下步骤： 对于近场环柱段内重建的裂隙，径向翻转轴和切向翻转轴均过裂隙的中心，径向翻转轴和切向翻转轴位于同一平面且垂直于对应的近场环柱的中心轴线，径向翻转轴垂直于近场环柱的中心轴线，径向翻转轴垂直于切向翻转轴， 若当前近场环柱段内设置有裂隙，则执行以下两个步骤： 第一个步骤：则在当前近场环柱段相同方位的上下邻近的孔壁环柱段中搜索裂隙，若搜索到其中一个孔壁环柱段中存在裂隙，则将当前近场环柱段内的裂隙绕切向翻转轴翻转，使得当前近场环柱段内的裂隙指向孔壁环柱段中的裂隙，并将当前近场环柱段内的裂隙在对应的裂隙高度SHW[][]的基础上叠加高度为最大高度H[][]max到最小高度H[][]min之间的值的起伏特征；若相同方位的上下邻近的孔壁环柱段中均不存在裂隙，则在当前近场环柱段内的裂隙在对应的裂隙高度SHW[][]的基础上叠加高度为SHW[][]5到SHW[][]8之间的值的起伏特征， 第二个步骤：则在当前近场环柱段前一方位的上下邻近的近场环柱段中搜索裂隙，若搜索到前一方位的上下邻近的其中一个近场环柱段存在裂隙，则将当前近场环柱段的裂隙绕径向翻转轴翻转，使得当前近场环柱段内的裂隙指向搜索到的近场环柱段内的裂隙， 还包括以下步骤： 对于远场环柱段内重建的裂隙，径向翻转轴和切向翻转轴均过裂隙的中心，径向翻转轴和切向翻转轴位于同一平面且垂直于对应的远场环柱的中心轴线，径向翻转轴垂直于远场环柱的中心轴线，径向翻转轴垂直于切向翻转轴， 若当前远场环柱段内设置有裂隙，则执行以下两个步骤： 第一个步骤：则在当前远场环柱段相同方位的上下邻近的近场环柱段中搜索裂隙，若搜索到其中一个近场环柱段中存在裂隙，则将当前远场环柱段内的裂隙绕切向翻转轴翻转，使得当前远场环柱段内的裂隙指向近场环柱段中的裂隙，并将当前远场环柱段内的裂隙在对应的裂隙高度RHW[][]的基础上叠加高度为SHW[][]5到SHW[][]8之间的值的起伏特征；若相同方位的上下邻近的近场环柱段中均不存在裂隙，则当前远场环柱段内的裂隙不绕切向翻转轴翻转，将当前远场环柱段内的裂隙在对应的裂隙高度RHW[][]的基础上叠加高度为RHW[][]5到RHW[][]8之间的值的起伏特征， 第二个步骤：在当前远场环柱段前一方位的上下邻近的远场环柱段中搜索裂隙，若搜索到前一方位的上下邻近的其中一个远场环柱段存在裂隙，则将当前远场环柱段的裂隙绕径向翻转轴翻转，使得当前远场环柱段内的裂隙指向搜索到的远场环柱段内的裂隙。

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