Цооногийн шалгалтын камер хэрхэн ажилладаг вэ: Технологи ба үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Цооногийн шалгалтын камер гэж юу вэ?

Худагны шалгалтын камерууд нь хүмүүс амархан орох боломжгүй газрын доорх нарийн зайнуудад дэлгэрэнгүй зураг авдаг голч төхөөрөмжүүд юм. Энэ тоног төхөөрөмж нь чулуулгийн байдал, бүтцийн бат бөх чанар, ус эсвэл бусад шингэнүүд байгаа эсэхийг харуулдаг маш сайн зургийн технологитой. Эдгээр нь ойролцоогоор хагас инчийн өргөнөөс гурван фут хүртэлх диаметртай худагт ажилладаг. Газрын түвшинд хийгдэх ердийн шалгалтууд нь газрын доор ямар явц өрнөж байгааг нарийвчлан мэдэх шаардлагатай үед хангалтгүй байдаг. Иймээс эдгээр камерыг хөрсний тогтвортой байдлыг тодорхойлоход болон газрын доорх бүтэц, байгууламжуудыг хянахад ийм чухал ач холбогдолтой болгодог.

Аналогийн панорам зураг авах системээс дижитал панорам зураг авах систем рүү хөгжих

Эртний худагны зураг авах ажиллагаа нь хязгаарлагдмал хамрах хүрээтэй, гар аргаар зургийг тайлбарлах аналог филмтэй камеруудад үндэслэсэн байсан. Орчин үеийн системүүд нь дэд 2 мм-ийн нарийвчлалтайгаар худгийн хананы 360° панорамыг барьж авдаг дижитал стереопар технологийг ашигладаг бөгөөд чулуун массийг 3D-ээр дүрслэх боломжийг олгодог (2024 оны Худагны зураг авах талаарх тайлант). Энэ шилжилт дараах боломжуудыг олгоно:

• өмнөх системүүдтэй харьцуулахад 250% хурдан өгөгдөл цуглуулалт өмнөх системүүдтэй харьцуулахад
• Гар ачаар хийдэг мозайк зураг орны оронд автомжуулсан зураг нэгтгэх технологи
• Микро трещинуудыг судлахад бодит цагт хэмжээг өөрчлөх боломж

Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба ажиллах зарчим

Орчин үеийн цооногийн камерийн системийг тодорхойлох гурван чухал бүрэлдэхүүн хэсэг:

1. Зураг авах толгой : Соронзон эргэлтийн механизм дээр суурилсан 4K оптик мэдрэгч, LED гэрэлтүүлэг (¥5,000 люкс)-тэй хосолсон
2. Системийг суурилуулах механизм : Гүнийг кодлож чадах уян зузаан кабель бүхий шахах саваа, 30 МПа хүртэлх даралтанд тохиромжтой
3. Боловсруулах нэгж : Хиймэл оюун дэмжсэн шинжилгээний програм хангамж ажиллуулдаг бат бөх талбайн компьютер

Зохистой системийн калибрлалт нь -20°C-аас 60°C хүртэлх температур дахь 1% радиал деформацийг хангана. MEMS жиро скоп болон акселерометрийн интеграци нь 0.5°-ийн дотор орших орон зайн чиглэлийн нарийвчлалыг хангаж, хагарлын чиглэл болон нүхний өргөний нарийвчлалыг хэмжих боломжийг олгоно — итгэлтэй газрын техникийн үнэлгээний тулгамдсан хэрэгцээ.

Нүхний дүрслэлийн нарийвчлалыг сайжруулах технологийн ахиц

Одоогийн үед нүхний шалгалтын камерууд оптик дүрслэл, хурдан дууны дамжуулалт, хиймэл оюуны шинжилгээний шинэчлэлтийн тусламжтайгаар миллиметр хэмжээний нарийвчлалд хүрч байна. Эдгээр ахицууд нь ивээш дүрс эсвэл саатуулсан тайлбарлалт зэрэг хязгаарлалтуудыг арилгаж, инженерчид милиметрээс бага хагарлууд болон динамик өөрчлөлтүүдийг өмнө нь байгаагүй найдвартайгаар илрүүлэх боломжийг олгоно.

Өндөр нарийвчлалтай оптик, дууны болон цахилгаан дүрслэлийн аргууд

Оптик дүрсийн технологи нь стерео камер болон LED гэрлийн тохируулгын тусламжтайгаар пиксел тутамд 1 мм-ээс бага нарийвчлалтайгаар худалтын хананы бүх гадаргууг зураглаж чаддаг. Эдгээр нь ихэвчлэн 2-5 мм-ийн нарийвчлалд хүрдэг акустик аргаас илүү сайн бөгөөд чулуулагт трещинүүд их үед муу ажилладаг. Цахилгаан дүрс нь шингэний замыг сайн илрүүлдэг ч гэсэн бодит дүрсийн хувьд маш бага мэдээлэл өгдөг. Сүүлийн 2024 оны газрын техник, дүрсийн судалгаанд дурдсанаар оптик систем нь байвалжууд дахь 2 мм-ээс бага жижигхэн цоорхойг 87%-ийг илрүүлж чадсан бол акустик систем зөвхөн 64%-ийг л илрүүлж чадсан. Түүнчлэн талбайн туршилтууд сонирхолтой зүйлийг харуулсан: компаниуд оптик болон цахилгаан хяналтын төхөөрөмжийг хольж хэрэглэх үед Понемоны өнгөрсөн жилийн судалгаагаар ийнхүү буруу тайлбарлалтыг ойролцоогоор 41%-иар бууруулдаг.

Хацар ба гэмтлийг автоматаар илрүүлэхийн тулд Хиймэл оюун ухааны шинжилгээ

Машин сургалтын систем нь одоогоор цагт ойролцоогоор 10 мянган түрхийн зурагтай ажиллах бөгөөд трещинуудыг илрүүлэхэд ойролцоогоор 94 хувийн нарийвчлалд хүрч чаддаг. Энэ нь зөвхөн 72 хувийн нарийвчлалд хүрдэг байсан хуучин гар арга замаас харьцангуй сайжирсан явдал юм. Эдгээр конволюцийн нейроны сүлжээний тохируулга нь янз бүрийн төрлийн трещиныг ялгахад ч гэсэн маш сайн үр дүнтэй байдаг. Тэд текстурын харагдац, трещины өргөнийг үндэслэн растяжени (таталтын) болон сдвиг (гишгэлийн) трещиныг ойролцоогоор 89 хувийн найдвартай байдлаар ялгаж чаддаг. 2023 онд хийгдсэн саяханх шалгалтанд маш сонирхолтой зүйл гарч ирсэн. ХИ нь хүмүүс шистэн хийн түрхийн ухраас алгасаж үлдээсэн дутагдалтуудыг 62 хувиар багасгасан байна. Түрхийн 100 метрийг шинжлэхэд өмнө нь бараг хоёр хоногийн ажил байсан зүйл одоо зөвхөн хориод минутанд хийгдэж дуусдаг болсон нь илүү сайн юм.

Бодит цагт өгөгдөл дамжуулах болон Клив-д суурилсан боловсруулалт

4G/5G-ийн боломжтой камерууд одоогоор 1,500м-ийн гүндээс 300мс-аас бага хугацаатай дамжуулалтаар 8K видео стриминг хийж чадаж, гар аргаар авах шаардлагыг арилгасан. Клиуд платформ нь интеграцчилсан хэрэгслүүдийн тусламжтайгаар олон багийн хамтын ажиллагааг дэмждэг:

Онцлог	Цаг хэмнэх	Нарийвчлалын нөлөө
Шууд тэмдэглэх хэрэгслүүд	55% илүү хурдан	±2% хэлбэлзэл
Автомжуулсан PDF/3D загвар үүсгэх	68% бууралт	Үгүй

Бодит цагийн системийг ашигладаг инженерүүд газрын доорх усны хяналтын төслүүдэд төслөө 31% илүү хурдан дуусгасан гэж тайлагнаж байна (GeoAnalysis 2024).

Геотехник, уурхай, энергийн салбарт чухал хэрэглээ

Оптик дүрсийн тусламжтайгаар чулуулагийн трещин, холболтуудыг илрүүлэх

Өндөр нарийвчлалтай оптик дүрсийн систем нь бараг миллиметр түвшинд хүртэл трещинуудын сүлжээг зураглаж, инженерүүдэд цооногийн ханан дахь байдлыг бүрэн 360 градусаар харах боломжийг олгоно. Эдгээр дүрснүүдийг ашиглан мэргэжилтнүүд хязгааруудын чиглэл, зай авгалтын талаар илүү сайн ойлголттой болох бөгөөд энэ нь нээлттэй олборлолт эсвэл газрын доорх тоннелийн барилга шиг үйл ажиллагааны үед налуугийн тогтвортой байдлыг үнэлэхэд ихээхэн чухал ач холбогдолтой. Газрын механикийн салбарт улиралын өмнө хийгдсэн сүүлийн үеийн судалгаа энэ технологийн талаар маш чухал нэгэн дүгнэлт хийсэн. Судалгаа нь оптик дүрслэлийг ашигласнаар чулуулагийн давхаргуудаас физик багц загвар авах зэрэг хуучин арга замаас хоёр гуравт харьцаагаар илүү алдааг бууруулдаг гэж дүгнэсэн.

Усны ба нефтийн цооногийн бүтцийн бүрэн байдлыг хянах

Эрчим хүчний үйл ажиллагаанд камерууд цооногийн гадаргуугийн идэвхжил, цементийн наалдахгүй байдал, элсний орж ирэлтиг бодит цагт харуулж, гэмтэл гарахаас урьдчилан сэргийлэх зорилгоор цэвэрлэгээний ажилд дэмжлэг үзүүлдэг. Газрын доорх усны хяналтын цооногуудад бионоосон үүсгэвэр болон туунгийн хуримтлалыг тогтоож, усны чанарт нөлөөлөхийг илрүүлж, урт хугацааны мэдээллийг нарийвчлалтай цуглуулах боломжийг хангана.

Уурхайн шахтуудын бүтцийн тогтвортой байдлыг үнэлэх

Үе үе хийгдэх цооногийн дүрслэл нь шахтны халах байдлыг үнэлж, хүчний нөлөөгөөр үүссэн деформацийг илрүүлдэг. Дулаан тусгайлан мэдрэх төхөөрөмжтэй хөгжүүлэн суурилуулсан системүүд нь газрын даралт ихсэхтэй холбоотой температурын хэвийн бус байдлыг зураглаж, саяхны газрын дулааны цооногийн судалгаанд онцлогийг онцолсон шинэлэг боловсролыг харуулсан.

Туршлагын жишээ: Газар хэвтэж унах бүсэд доод давхаргын деформацийг илрүүлэх

2022 оны хөрсний гулсалтын эрсдэлийн үнэлгээнд Гималайн бүсэд инженерчид шүүрлийн бүсийг шинжлэхийн тулд 120 м-ийн гүнд цорго камерыг суурилуулсан. Зургийг нийлүүлэх аргаар шороонд байгаа чулуулагийн хагарал үелэлтийн дагуу хөгжиж буйг илрүүлсэн бөгөөд зориудын шүүрлийн системийг суурилуулахад нөлөөлсөн. Энэ нь таван сарын дотор налуугийн хөдөлгөөнийг 89%-иар бууруулсан.

Өгөгдлийн нарийвчлалыг хангах: Калибрлалт, деформацийг хянах болон тоон шинжилгээ

Цоргын нарийн зургийн нарийвчлал нь системтэй калибрлалт, деформацийг засварлах болон стандартжуулсан хэмжилтийн аргачлал дээр үндэслэнэ. Эдгээр арга хэмжээ нь инженерийн болон орчны шийдвэр гаргалтанд итгэлтэй өгөгдөл олгоход туслана.

Цоргын нарийн зураг авахын найдвартай аргуудын калибрлалт

Тогтмол калибрлалт нь сүлжээтэй туршилтын загвар ашиглан пиксел, өнгийн нарийвчлалыг шалгадаг. Нашийн хэмжилтийн судалгааны дагуу трещины өргөний 0.1 мм-ийн хазайлтыг ч ийм аргаар засаж болно. Орчин үеийн системүүд нь суурилуулах үед температураас үүдэлтэй сенсорын хазайлтыг засах автомжуулсан горимтой.

Панорамын камерийн системд зураг ойрхойхыг хамгийн бага болгох

Панорамын линзүүд цилиндрийн дүрсэлгээний ивээжилтэй байдаг тул геометрийн хэмжилтүүдийг муруй болгодог. Бодит цагт ажилладаг програм хангамж нь радиал ивээжилтийн загварыг засаж, оновчтой гэрэлтүүлэг болон гэрлийг тусгалгүй болгох давхаргууд нь шороотой усанд гарах гэрлийн булцуурыг багасгадаг. Талбайн шалгалтууд эдгээр аргачлалууд нь засагдаагүй дүрстэй харьцуулахад шинж чанарыг таних нарийвчлалыг 35%-иар сайжруулдагийг харуулсан (Ponemon 2023).

Хагарлын хоорондох зай, чиглэл болон бусад параметрүүдийг хэмжих

Боловсруулалтын дараах програм хангамж калибрчилсэн зургийг 3D координатын зураглалаар хэмжигдэх өгөгдлийн багц болгон хувиргадаг. Ирмэгийг илрүүлэх алгоритмууд хагарлын хоорондох зай (0.05–20 мм), налуу өнцөг (±1° нарийвчлал) зэрэг гол үзүүлэлтүүдийг тооцоолдог. Саяхан гарсан шинэчлэлтүүд нь уул уурхай, газрын дулаан, иргэний байгууламжийн салбаруудад нэгдмэл байдлыг хангах зорилгоор үйлдвэрийн стандартад нийцсэн холболтын зайг автоматаар хэмжих боломжийг олгодог.

Цооногийн шалгалтын камерийг талбайд суурилуулахын сайн жишээ

Зөв буулгах арга зүй ба тоног төхөөрөмжийн ажиллагаа

Буугуурын хурдыг секундэд 0.1-0.3 метр хооронд байлгах нь үйл ажиллагааны үед кабел эвлэрэх, хана руу ойх зэрэг асуудлыг салган зохицуулдаг. 150 метрөөс илүү гүнд ажиллах зориулалттай системүүдийн хувьд операторууд ерөнхийдөө чиглүүлэгч блокийг ашиглан зүйлсийг зөв байрлуулах, мөн ачааны эсэргүүцлийг хянах ачааны эсэргүүцлийн датчик гэсэн хоёр тусдаа аюулгүй байдлын шалгалтыг хийх шаардлагатай болдог. Өнгөрсөн жил гаргасан геотехникийн судалгааны саяхны өгөгдлөөр дөнгөж 10-ийн 4 нь тоног төхөөрөмжийн буруу ашиглалтаас үүдэж амжилтгүй болсон байдаг. Ийм учраас мэргэжилтнүүд ямар ч зүйлсийг нүхэнд спуслахаасаа өмнө кабел дээрх изоляцийн элэгдэл, камерын жижиг тогтворжуулах хөвчнүүд бүхэл бүтэн байгаа эсэхийг сайтар шалгаж, зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахыг шаарддаг.

Орчны нөхцөл байдлыг удирдах: усны тунадас, даралт, температур

Ус маш булгир өнгөтэй болох үед харагдац маш их буурдаг, зарим тохиолдолд 70%-иас ч илүү буурч болно. Энэ нь хиймэл тоног төхөөрөмжийг урьдчилан цэвэрлэх эсвэл зүйлсийг тодруулахын тулд химийн боловсруулалт ашиглах шаардлагатай гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, тоног төхөөрөмж өөрөө ийм нөхцөлд тэсвэртэй байх ёстой. Даралттай орчинд зориулсан давхар хана нь 150 метрээс доошхи гүнд асуудалгүй ажилладаг нь усны доорх орчинд юу явагдаж байгааг анхаарч үзвэл маш гайхамшигтай юм. Дулааны савлангууд нь өөр нэг чухал онцлог юм. Эдгээр нь температур маш их өөрчлөгдөх үед линзүүдийг туяаруулахаас сэргийлдэг. Зарим тохиолдолд дайран гарах үеийн температур 30°C-аас дээш өсдөг. Талын туршлага нь адаптив LED гэрлүүдийг ойролцоогоор 10 мянгаас 15 мянга люкс хүртэл гэрлийн хүчтэй, мөн тусгай долгионоос хамгаалах бүрхүүлтэй хослуулах нь ийм хүнд харах боломжтой нөхцөлд тод харагдахад ихээхэн нөлөө үзүүлдэгийг харуулсан.

Нүхний шалгалтын камерийг бусад шахмалын доорх сенсоруудтай интеграци хийх

Камерууд гамма туяаны спектрометр эсвэл цахилгаан эсэргүүцлийн сенсоруудтай таарч нийлж байвал ижил байршил руу шаардлагагүй дахин очих ажлыг багасгадаг. Орон нутгийн ихэнх мэргэжилтнүүд одоогоор бүх өгөгдлийг сайтар нэгтгэж, цагийн тэмдэглэгээг хамгийн ихдээ ойролцоогоор хагас секундын зөрүүтэй байлгахад тусалдаг MODBUS RTU зэрэг стандарт протоколуудыг ашигладаг. 2021 онд бохирдсон газрын шорооны нөхцлийг үнэлэх явцад камерийн оптик мэдээллийг температур ба pH сенсорын у readingsн хослуулснаар ажлын үр дүнтэй байдлыг ойролцоогоор 27% сайжруулсан туршилт байсан. Бүх өгөгдлийг цуглуулсны дараа мэргэжилтнүүд ихэвчлэн 3D цэгийн хувьсгалын давхарлалтыг ашиглан олдворуудыг хооронд нь жишихдээ ханддаг. Энэ нь ялангуяа 5%-иас дээш хазайлттай байгаа тохиолдлуудыг илрүүлэхэд тусалдаг бөгөөд ийм зүйлсийг заавал нэмэлт судалгааг хийх шаардлагатай болдог.

Түгээмэл асуулт

Цооногийн шалгалтын камерийн үндсэн зориулалт юу вэ?

Нүхийн шалгалтын камерууд нь ихэвчлэн хөрсний доорх бүтцийн дэлгэрэнгүй зургийг авахад ашигладаг бөгөөд чулуулагийн тогтвортой байдал, усны илрэл, газрын доорх нөхцлийг шинжлэх боломжийг олгодог.

Нүхийн камерын өгөгдлийг хэрхэн бодит цагт дамжуулдаг вэ?

Эдгээр нь 4G/5G технологийг ашиглан бага хугацаатай, өндөр нарийвчлалтай видеог стримилдаг бөгөөд клOуд платформ дээрх бодит цагийн хамтын ажиллагааг хялбар болгодог.

Нүхийн камерын зураг авах нарийвчлалд ямар ахиц гарч байна вэ?

Технологийн ахицад миллиметр масштабын нарийвчлал, сайжруулсан оптик зураг авах, надад суурилсан шинжилгээгээр найдвартай байдлыг дээшлүүлэх орно.

Нүхийн камерын тусламжтайгаар уул уурхайн үйл ажиллагаанд хэрхэн тусалдаг вэ?

Эдгээр нь чулуун масс дахь трещины сүлжээг зураглаж, хажуу талын тогтвортой байдлыг үнэлэх, аюулгүй уул уурхайн үйл ажиллагааг хангахад чухал мэдээлэл олгоно.