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龙图腾网获悉河南理工大学;山东省煤田地质局第一勘探队申请的专利一种视觉协同激光的三维定向诱导钻孔周边致裂增透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：CN117365417B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202311413565.8，技术领域涉及：E21B43/26；该发明授权一种视觉协同激光的三维定向诱导钻孔周边致裂增透方法是由陈海栋;杨聿强;韩希伟;安康;陈向军;苏二磊设计研发完成，并于2023-10-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种视觉协同激光的三维定向诱导钻孔周边致裂增透方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种视觉协同激光的三维定向诱导钻孔周边致裂增透方法，属于煤层卸压增透促抽瓦斯技术领域；包括以下步骤：在井下钻孔完毕后，通过激光束诱导头采集钻孔内煤层图像；对钻孔孔壁裂隙岩体图像进行灰度化处理；根据钻孔图像灰度数据分析煤岩裂隙并确定煤层易碎点；通过激光辅助摄像头获取图像中煤岩Z方向的深度数据，得到钻孔内煤层易碎点的点云数据值；根据钻孔内煤层易碎点三维坐标构建钻孔内壁三维点云数据模型，分析出三维状态下的激光破碎点和激光破坏量进行三维定向定量致裂。本发明方法中利用视觉扫描和激光技术的协同，实现了三维立体化定向诱导钻孔周边致裂，达到煤层定向、定量致裂，使周围区域得到卸压达到增透的目的。

本发明授权一种视觉协同激光的三维定向诱导钻孔周边致裂增透方法在权利要求书中公布了：1.一种视觉协同激光的三维定向诱导钻孔周边致裂增透方法，其特征在于：包括以下步骤： S0、布置钻孔内煤层图像采集装置： 在井下钻孔完毕后，利用钻孔致裂增透处理装置将带有探头的钻杆送入钻孔孔口内，其中带有探头的钻杆由钻杆内杆、钻杆外壁、位于钻杆前端的煤渣收集漏斗，以及集激光、球状摄像头和补光仪一体的激光束诱导头连接组成，激光束诱导头上通过设置在激光束诱导头的位姿旋转轴连接轴上的旋转区分别连接补光仪光圈、激光束端口和球状摄像头采集探头； S1、采集钻孔孔壁裂隙岩体图像并进行灰度化处理： 当带有探头的钻杆送入钻孔后，在行进过程中通过球状摄像头采集探头采集获取钻孔孔壁裂隙岩体的高分辨率数字图像，对图像进行灰度化处理获取0~120°的钻孔灰度图，通过将三张分别有10°左右旋转重合的图像融合拼接得到钻孔360°的煤岩内壁图像灰度数据图； 球状摄像头采集探头在钻孔内的位置坐标为X,Y,Z， X=X0+dcosθcosφ，Y=Y0+dcosθsinφ，Z=Z0+dsinθ， 其中，X0,Y0,Z0表示钻孔的起始位置，d表示球状摄像头采集探头与起始位置的距离，θ表示球状摄像头采集探头的俯仰角度，φ表示球状摄像头采集探头的水平方向角度； S2、根据钻孔图像灰度数据分析煤岩裂隙并确定煤层易碎点： 对步骤S1中进行灰度化处理后的图像进行Canny边缘检测，进行一次形态学处理连接临近裂缝，找出图像上的所有连通域，删除非裂缝噪点区域，对每一个连通域部分进行提取骨架处理，获取每段裂缝的长度数据以及宽度数据，利用获取到的长度数据和宽度数据找到裂缝的中心点，以中心点向四周延伸以5cm为标记点进行拓展，该标记点以及中心点即为煤层易碎点，在此过程中获取煤岩内壁二维坐标x,y值； S3、通过激光辅助摄像头获取图像中煤岩Z方向的深度数据： 基于步骤S2中的煤岩裂隙分析，采用激光三角方法，利用单目摄像机加激光的方法进行深度分析，此时激光束端口的输出光束是线激光，左边是球状摄像头采集探头，右边是激光束端口，激光束端口将线结构光打在煤岩壁上，球状摄像头采集探头拍摄到线激光的画面并计算出激光线上的像素点的深度值，从而求出物体深度信息，得到钻孔内煤层易碎点的点云数据值； 钻孔内煤层易碎点的三维坐标为X_m,Y_m,Z_m， X_m=X+mcosθ_mcosφ_m，Y_m=Y+mcosθ_msinφ_m， Z_m=Z+msinθ_m， 其中，X,Y,Z为球状摄像头采集探头在钻孔内的位置坐标，m表示易碎点距离球状摄像头采集探头的距离，θ_m和φ_m表示煤层易碎点相对于球状摄像头采集探头的俯仰角度和水平方向角度； S4、根据钻孔内煤层易碎点三维坐标构建钻孔内壁三维点云数据模型； 根据步骤S3中得到的钻孔内煤层易碎点三维坐标，利用python的matplotlib库进行存储，生成钻孔内壁三维点云数据模型，钻孔内壁三维点云数据公式为：PointCloud={X_m,Y_m,Z_m}； S5、基于钻孔内壁三维点云数据模型获得激光破碎点和激光破坏量： 在钻孔内壁三维点云数据模型之上基于判别式模型DCNN，对低层特征、中层特征、高层特征三轴分析，识别裂隙边界框，并分别对结构面三维点云分割，获取煤岩体的倾向、倾角、开度、位置、形状、尺寸，将得到的几何参数输入小尺度裂隙网络模型中，分析出三维状态下的激光破碎点和激光破坏量进行三维定向定量致裂。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人河南理工大学;山东省煤田地质局第一勘探队，其通讯地址为：454000 河南省焦作市高新区世纪大道2001号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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