复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法

利用三维激光扫描技术对采空区进行探测以建立三维可视化模型,从而准确获取其三维空间位置和形态,是矿山采空区事故隐患综合治理工作中的重要环节.但由于采空区形态复杂,往往需要从多个方位对其进行多次探测才能准确获取采空区完整的三维形态.如何对多次探测点云数据拼合后的散乱点云构建三角网格模型,是实现复杂采空区三维探测建模的关键.本文提出了采空区激光扫描拼合散乱点云数据球面投影三角剖分生长算法,首先选定球心将原位点云投影到球面上得到投影点云,然后对投影点云进行三角剖分,最后将投影点云三角网空间拓扑关系还原到原位点云,从而构建复杂采空区三角网模型.为了有效实现算法,研究了球面投影参数设定、XYZ三向单元栅格点云搜索策略、三角形生成规则、优势顶点边界切分策略、边界闭合策略、不规则三角形优化策略等多种方法.实际应用表明,所研究的算法能够生成优质的采空区三角网模型,为实现复杂采空区三维精确建模及可视化管理提供了重要技术支持.     

基于TLS的数字矿山假彩色三维模型构建

为了获取数字矿山假彩色三维模型,以山东某露天矿山为例,将数据经过点云预处理之后进行传统的三维建模,然后对传统三维模型上的点云数据赋予假彩色信息,重新建模,最后形成整个矿区和矿区最大建筑物的假彩色三维模型,并将模型应用在矿山储量计算实践。采用TLS获取点云数据、IDL编程处理点云数据以及Geomagic软件建模方法,所获取的假彩色三维模型可以很好地指导实际生产。本方法从获取点云数据到最终构建模型经时5 d,最终构建的2 m分辨率假彩色三维模型效果明显优于传统数字化地形图（1个月工作量）,充分论证了通过三维扫描构建矿山三维模型的方式可以大大减少计算工作量和工作时间,能够获得更加逼真的三维模型。     

三维激光扫描点云数据处理与应用技术浅析

近年来,随着科学技术的稳步发展,测绘工程事业呈现了较为快速的发展态势。对于建筑测量工作来说,传统模式下采取的单点测量方法,存在精度低的缺陷。而利用三维激光扫描仪,则能够得到物体表面三维精确数据,使对物体三维点的高精度测量需求得到有效满足。本次在分析三维激光扫描点云处理技术进行概述的基础上,进一步重点分析三维激光扫描点云数据处理与应用技术,希望以此为建筑测量作业提供有效的技术支持。     

三维激光扫描与GPS在尾矿坝监测的应用分析

三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术,是基于面的数据采集方式,三维激光扫描获得的原始数据是点云数据。通过激光测距原理(包括脉冲激光和相位激光),瞬时测得空间物体的点云数据,利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,通过三维可视化模型可以获取任一点的三维坐标,既省时又省力。可视化模型结合GPS定位技术,通过坐标转换可以实现对尾矿坝高效率、高精度和非接触性的变形监测。     

基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析

巷道围岩中发育的结构面对巷道稳定性有很大的影响,开展地下巷道的工程地质调查,精确获取地下巷道围岩结构面信息是巷道稳定性分析的关键。以云南大红山铁矿775 m 中段运输巷道为研究对象,采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据,并利用点云数据处理软件进行误差处理、坐标校正、结构面数据提取、点云拼接和过滤抽稀等内业数据处理工作,基于处理结果开展了统计分析;利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型,并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明：三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息,结合离散块体单元计算软件对巷道岩石块体的稳定性进行进一步分析,所分析区域的围岩自稳能力较好,但在爆破振动影响下失稳概率大幅增加,研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。     

基于三维点云进行建筑信息模型构建的应用与研究

目前,三维激光技术的出现已经为空间三维信息的获取提供了全新的技术手段,为信息数字化发展提供了必要的生存条件。利用三维激光扫描仪获取的点云数据构建实体三维景观时,能够完整并高精度地重建扫描实物数据。本文主要通过AutoCAD Map 3D软件,以复杂实体点云数据和CAD地形图为基础,制作了三维场景。并阐述在AutoCAD Map 3D环境下建筑物点云数据建模及属性信息的建立,最终实现了三维场景的浏览和属性信息查询的功能。     

三维激光扫描技术在矿山边坡监测中的应用

三维激光扫描技术是一种新型的现代会测绘技术,在边坡监测中取得了良好的应用效果。本文将该技术应用于矿山开采边坡监测中,结果表明：三维激光扫描技术具有操作简单、外业工作量小、成图快、精度高和使用环境限制条件少的优势;采用机载扫描点云体积和静态扫描点云体积方法所获结果的误差介于-3.64%～7.24%之间,均小于10%,其精度满足基本要求,该方法具有较好推广使用的潜力;在今后的研究中应加强数据处理方面的研究工作,如噪声剔除方法等。     

巷道岩体结构面“人工+半自动”识别方法及应用研究

为了实现对地下巷道围岩结构面点云数据高质量、高精度的识别和优化，利用三维激光扫描技术开展了地下巷道岩体结构面测量及识别研究。以云南省彝良县洛泽河镇毛坪铅锌矿910 m中段运输巷道为例，开展了三维激光扫描与结构面信息提取工作，并利用Pointstudio软件对所获取的点云数据进行坐标校正、拼接、除噪和抽稀等处理，最后将现场人工测量和人工识别、半自动识别与人工识别等结构面识别方法进行对比验证和分析。结果表明：在地下矿山巷道中，针对巷道围岩中出露形态复杂的结构面，采用“人工+半自动”识别相结合的方法进行地下巷道岩体结构面识别，所获取的结构面数据更加准确和全面，为巷道结构面信息识别和几何特征提取提供了一种新的思路。     

不规则三角网法在土方量计算工程的应用

在计算大型土方或者不连续的曲面地物的土方时,通常采用不规则三角网法计算土方大小,测量部门利用三维激光扫描技术获取的激光点云数据,经过预处理后,分别利用Surpac软件和基于CAD平台的Cass软件进行土方的计算与比较,结果表明:在数据处理的速度及三维建模可视化上,Surpac软件较Cass软件有明显的优势。     

浅论我国大单重特厚钢板的轧制生产技术

为提高板材压平质量和效率,实现智能化压平,本文采用结构光相机获取翘曲板材点云数据,进行点云分割、点云去噪和点云精简等预处理,利用最小二乘法拟合重构了翘曲板材的三维曲面. 采用微分几何的曲面理论计算得到板材的翘曲曲率,提出基于三维曲面特征的翘曲板材垫铁支点和压下点的优化方法,根据三点弯曲矫平理论得到了压力下和压下位移. 翘曲板材三维轮廓的重构方法和翘曲曲率计算模型确定了垫铁位置和压下位置点优化原则,为翘曲板材智能化压平提供了理论模型. 理论和实验的结果显示,重构的三维曲面与实际结果吻合,基于重构三维曲面数据计算的压平力与实测结果偏差大约为2.21%,初始平直度17.2 mm·m^–1,压平矫直后减小为3.28 mm·m^–1,结果准确,方法可行.

     

三维激光扫描技术在尾矿坝变形监测中的应用研究

利用三维激光扫描技术设计一种新的尾矿坝变形监测方法,通过控制网测量、数据采集、数据预处理、点云建模、变形分析等操作完成对尾矿坝变形监测。通过实验证明,将三维激光扫描技术应用到尾矿坝变形监测中能够有效提高检测数据的精准度,更加全面、直观的获取到尾矿坝坝体的相关数据,使得变形监测工作更加便捷、可信。     

三维激光扫描技术在矿山测绘的应用研究

矿山开采测绘领域合理运用三维激光扫描技术获取相关数据,可作为矿山生产的参考,从而提高矿山测绘工作质量。本文全面介绍了该技术的优势、工作原理、特点、基本应用流程,具体分析了在矿山测绘领域中关于三维激光扫描技术的应用情况。主要涉及数字化治理采空区、采集与处理数据、统计矿区开挖体积、计算Web点云、进行立体化建模等方面。     

激光用于获取矿体三维数据

正近期,焦家金矿创新的激光测图方法成功应用于采用中深孔崩落法回采的超大高危采空区的实测工作,效果显著。该方法是借助伸缩杆将三维激光扫描仪直接送入采空区,通过三维激光扫描获取井下的点云数据,再通过点云数据生成的DEM和DTM数据获得三维图形,根据地质人员圈定的矿体边界,对三维图形进行切割、提取,即可直接获得矿石方量,掘进、压顶等采准方量,以及损失量、贫化量和超采量等数据,从客观上消除测量过程误差和计算误差,     

三维激光扫描在隧洞围岩结构信息获取中的应用研究

针对接触式测量方法无法满足深部高陡岩体结构信息采集的要求，以金川二矿+650 m水平卸载站硐室掌子面为研究对象，采用三维激光扫描仪获取其表面点云数据集，并对点云数据进行处理提取岩体结构信息参数，并利用校核算法与地质测量结果验证数据的可靠性。结果表明：（1）通过对高精度获取的扫描数据进行快速处理，在控制点已知和未知的情况下，均可获取结构面的产状信息，降低了人员获取结构面信息的危险性；（2）利用最小二乘法计算产状、近似平行结构面组间距算法计算间距，以及将实测结构面产状与提取出来的结构面信息做差比较，可知倾向和倾角误差均在±6°范围以内，间距误差在±0.03 m以内，验证了提取数据的可靠性；（3）在金川二矿+650 m卸载站硐室掌子面结构面产状等信息的提取中应用了本文方法，有效识别了结构面产状信息。该项研究工作不仅避免了危险性，而且提高了精度与效率。     

基于T-scan测量的薄壁钣金件孔特征重构

针对目前对薄壁钣金件孔测量的效率低,孔心位置和孔半径测量方法上存在的不足,提出一种基于T-scan测量的薄壁钣金件孔特征的重构方法.该方法用T-scan对薄壁钣金件上孔进行扫描得到点云数据;根据点云数据中连续点的欧拉距离将点云数据划分成扫描线点数据;对扫描线点云数据进行算法处理获取位于平面上的点及孔的边缘点;最后对平面上的点采用稳健特征值平面拟合得出平面参数,利用最小二乘空间圆拟合获取孔心坐标值及孔径大小,完成薄壁孔特征重构.通过对试验件和薄壁钣金件上孔进行测量处理,实验表明该算法有很好的实用性且精度满足钣金件孔的实际检测精度要求.     

基于摄影测量技术的矿石物料称重系统研究

针对矿山运矿物料称重问题,研究了一种基于摄影测量技术的矿石物料称重系统。该系统的首要难点是矿石立体模型的构建,针对构建矿石立体模型问题,研究了一种基于摄影技术的构建方法,其三维重建原理是采用深度相机实现的。首先需要建立深度相机坐标系与世界坐标系,将相机获取的图片像素点通过坐标转换关系从相机坐标转换为世界坐标,再通过深度相机得到的RGB图以及深度图像,利用两幅图之间存在着像素点的对应关系获取视差图,采用空间三角测量原理,便能够计算得到三维点云数据,通过点云数据构建矿石的立体模型。     

三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用探究

三维激光扫描是一种于现代露天矿山测量中运用十分普遍的先进测绘技术,其借助测量设备获取空间点云数据来获取被测物质的三维空间动态,同时在先进技术支撑下还可在不见光源的黑暗环境中进行测量,而对于光源充足的地方,还能同步获取到被测位置的色彩值,以此形成的三维影像更是能为之后的模拟工作提供巨大便利。本文通过具体论述三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用优点,并根据实际情况提出三维激光扫描仪在露天矿山测量中的应用途径,为保证露天矿山测量的准确性提供可参考的条件。     

全站式扫描仪在复杂矿区测绘中的应用

为有效提高复杂矿区测绘结果的精准度,对全站式扫描仪在复杂矿区测绘中的应用进行研究。通过分析全站式扫描仪的特点后,进行数据处理与建模,并在此基础上进行点云数据获取,通过对数据结果进行对比,设计仿真实验。通过实验结果可以看出,全站式扫描仪复杂矿区测绘方法相对于传统测绘方法不仅提高了测绘工作的安全性,且结果准确率更高。     

一种基于三维视觉的金属铸锭氧化渣区域感知方法

文章提出一种基于三维视觉的金属铸锭氧化渣区域感知方法。首先,针对B-SHOT二进制描述符存在信息丢失、编码错误等问题,提出了改进的WB-SHOT二进制描述符,该描述符增加了新的编码规则,解决了局部编码错误的问题,实现了高准度的氧化渣快速空间特征描述;其次,针对氧化渣点云配准存在精度不高的问题,融合RANSAC粗配准算法和ICP精配准算法,提出一种基于WB-SHOT二进制描述符的粗细两阶段点云配准算法,对空间位置差异较大的模具点云数据和铸锭氧化渣点云数据进行高效配准;最后,结合相似性度量的氧化渣区域分割策略,实现氧化渣三维点云区域的感知,实验结果验证所提方法的有效性。     

三维激光扫描技术在深井采矿中的应用研究

传统深井采矿技术存在矿区位置测定不准确、爆破面不整齐等问题,对人身安全造成一定威胁,为此,提出三维激光扫描技术进行深井采矿三维空间扫描。通过三维扫描技术能够快速、精准获得物体表面三维坐标数据,尤其是在精细化采矿、爆破效果、出矿数量、工程验收中起到明显作用;利用全站仪对矿内有效位置进行扫描,可清晰获得剖面轮廓。为了方便数据处理,将散乱点云数据转换为矿山坐标系数据。利用该技术可确定矿区位置,并确保爆破面完整,有效避免矿区因爆破而发生坍塌的危险。