基于TRIZ的矿用三维激光扫描测量系统的优化设计

针对矿用三维激光扫描测量系统中支撑系统由于长度过长,导致在自身重量作用下引起构件变形,进而影响构件的整体强度和正常使用;同时扫描主机在工作状态下的转动会传递至相关构件,进而对测量精度产生影响的问题。本文运用TRIZ理论中的功能分析、因果分析、三轴分析、矛盾分析、40个发明原理、分离原理、物场模型和76个标准解等探索矿用三维激光扫描测量系统中支撑系统的若干解决方案。经过方案评估,最终选择了4个可靠有效的解决方案,为三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量的应用提供了高可靠性解决方案。     

基于矿用三维激光扫描系统的CAN-bus传输协议研究

在矿用三维激光扫描系统的研发过程中，根据该系统各CAN节点发送数据的节点号(ID)、所传输数据的格式等，制订了基于CAN总线的应用层传输协议，增强了系统通信的实时性，减轻了系统的总线负荷，大大提高了矿用三维激光扫描系统的可靠性。     

基于矿用三维激光扫描系统的CAN总线传输协议研究

在矿用三维激光扫描系统的研发过程中,根据该系统各CAN节点发送数据的节点号(ID)、所传输数据的格式等,制订了基于CAN总线的应用层传输协议,增强了系统通讯的实时性,减轻了系统的总线负荷,大大提高了矿用三维激光扫描系统的可靠性.     

矿用三维激光扫描测量系统的研制

研制出具有自主知识产权的矿用三维激光扫描测量系统。分析了激光测距的工作原理,设计了系统结构与镜头防护方法;研究了系统综合通讯方法,开发了系统控制软件,实现了运动控制、数据通讯、上位机显示、三维重建等功能。现场试验表明,系统可准确测量空区三维形态,计算空区相关参数,为采空区安全评价与综合治理提供可靠技术手段。     

基于三维激光扫描的溜井测量与分析

以具体工程为研究背景,结合某矿山实际工况条件,深入探讨了矿石溜井精确测量与安全评估问题。首先,基于C-ALS三维扫描激光系统的基本原理和测试方法,提出了符合现场实况的扫描与测量方案并进行测试,获得了较为丰富和完整的点云数据;然后,采用Cavity Scan软件对点云数据进行处理,将点云数据转化为三维矿业软件Surpac能够支持的水平线文件,并建立了溜井及周边工程的三维实体模型,实现了三维可视化;最后,通过对典型剖面图和水平断面图的技术处理,对溜井垮塌前后三维实体模型布尔运算,取得了溜井垮塌现状实测数据,科学有效地分析了溜井的具体垮塌位置与破坏特征。研究成果为矿山溜井的运行维护、使用管理和安全治理提供了基础数据和科学依据。     

基于三维激光扫描的露天矿山储量测量研究

分析了采用常规的地质测量技术测量露天矿的缺点,介绍了三维激光扫描测量的工作原理,并研究了测区踏勘、扫描实施、数据处理及成果整理的主要内容,结合实例与常规测量方法进行对比,说明三维激光扫描技术在矿山测量中的优点。     

三维激光扫描技术在矿山主溜井测量中的应用

溜井测量具有一定的隐蔽性和不确定性,测量时有相当的危险性,如何对溜井的空间形态特征和冒落状况等进行量化评判,是所有矿山面临的难题。本文介绍了三维激光扫描技术的作业流程,给出了点云数据处理的过程和方法,并以安徽开发矿业有限公司3#主溜井测量为例进行数据采集和处理分析,建立了主溜井的三维立体模型,计算得到了主溜井需要修复的体积,为溜井的安全治理和维修设计提供了可靠的数据依据。实践结果表明了三维激光扫描技术在溜井测量中应用的可行性和优越性。     

三维激光扫描技术在矿山测量中的应用与研究

随着社会及科学技术的发展,建设绿色矿山在全国范围内开展得如火如荼,实现矿山数字化是绿色矿山的重要组成部分,新形势下构建矿山三维可视化模型依然成为矿山技术人员迫切需要完成的任务.通过对搭载三维激光扫描技术的移动式三维激光扫描仪和全站式三维激光扫描仪在某中型铜矿井下的应用,阐述了两种方法的优缺点及适用范围,为矿山井巷工程构...     

三维激光扫描技术在矿山主溜井测量中的应用研究

溜井测量具有一定的隐蔽性和不确定性,测量时有相当的危险性,如何对溜井的空间形态特征和冒落状况等进行量化评判,是所有矿山面临的难题。本文介绍了三维激光扫描技术的作业流程,给出了点云数据处理的过程和方法,并以安徽开发矿业有限公司3#主溜井测量为例进行数据采集和处理分析,建立了主溜井的三维立体模型,计算得到了主溜井需要修复的体积,为溜井的安全治理和维修设计提供了可靠的数据依据。实践结果表明了三维激光扫描技术在溜井测量中应用的可行性和优越性。     

基于车载三维激光扫描技术的露天矿三维建模

主要介绍移动式三维激光扫描技术的数据采集原理和处理方法,并将该技术应用在汝箕沟无烟煤分公司工业广场和采区三维建模中,深入地分析了其在露天矿三维建模中的应用优势与不足。     

Riegl LMS-Z420i三维激光扫描测量系统在土石方测量中的应用

目前,传统的模拟测绘方式逐渐被数字化、信息化测绘方式所代替,先进的测绘仪器和技术以同时满足测绘产品的数据采集效率与精度为目标,三维激光扫描测量系统正是应此趋势出现的产品之一。在效率上,三维激光扫描仪扫描速度可达数万点/s;在精度上,通过对采集的海量点云数据的处理和分析,能直观、真实的显示出测区地形,得到精密的数字高程模型。通过Riegl LMS-Z420i三维激光扫描仪测量系统在项目中的实际应用,探讨了三维激光扫描仪在土石方测量中的技术优势及其发展前景。     

地下金属矿山三维可视化采矿设计研究

针对传统二维采矿设计方法的缺陷,研究了改变地下金属矿山采矿设计方式的基于三维可视化模型的采矿设计新方法。根据矿山开拓系统三维模型和矿体模型在三维可视化环境下对新盘区进行设计,并建立划分后的盘区三维模型。根据实测工程模型布置采切设计巷道并绘制出中心线,通过巷道建模方法建立600-40-I盘区采切工程模型。以600-40-I盘区采切模型和矿体模型为基础,根据爆破参数完成盘区的切割槽和矿房扇形中深孔设计,建立爆破模型计算爆破量。结果表明三维可视化的采矿设计能快速地确定巷道工程的位置,缩短了设计周期,提高了设计的准确度。     

空区三维激光探测技术及稳定性分析

由于受采空区周边地质条件和探测技术的制约,传统空区探测技术手段无法得到工作人员不能进入的空区精准数据,以此为基础进行采空区稳定性分析的可靠性程度很低。利用三维激光扫描系统（MDL-VS150）对空区进行精准的激光扫描,基于三维激光探测所得的点云数据,结合3Dmine软件建立采空区的三维实体模型,运用FLAC3D软件进行空区稳定性分析。根据计算结果对某铁矿采空区的位移和应力进行分析,采空区垂直位移量最大为4.437 cm,围岩的最大拉应力和压应力分别为0.795、3.221 MPa,均小于岩体的抗拉及抗压强度。由此表明,采空区处于稳定状态,在短期内不会发生破坏,但为了矿山长期发展应对空区及时采取有效处理措施。     

三维激光扫描点云边界提取研究

在数字矿山建设过程中,三维激光扫描仪可快速获得地表或建筑物的点云数据。点云边界不仅作为曲面表达的重要几何特征,而且作为模型求解曲面的定义域,对重建曲面模型的品质和精度起着重要作用。利用激光点云数据进行建模首先需从海量数据当中提取边界区域的采样点。本文提出了一种通过局部型面参考点集拟合微切平面,讨论参考点在对应微切平面上投影点的几何分布来自动提取边界特征的算法。该算法运行速度快,提取结果准确,可适用于各种复杂型面的点云数据。     

井巷工程三维可视化系统设计及实现

井巷工程三维可视化系统是地矿工程三维可视化仿真系统的重要组成部分。将井巷工程三维可视化子系统分为分割处理、体素化处理、矿体与工程可视化绘制、矿体与工程真三维显示和工程量计算等5个子模块进行了设计，将数据库分为开拓系统、采准切割两部分进行了数据表设计。基于VC++编程语言和SQLServer数据库完成了系统实现，并在某一具体铁矿山进行了实际应用。     

基于Unity3D的采矿方法动态仿真系统研发

采矿工程教学交互仿真系统研究受到国内外采矿学者的广泛重视。针对采矿方法的动态仿真需求,研究采矿方法动态交互仿真的框架及功能需求,提出二维曲线挤出实体建模技术,为采矿方法动态仿真提供模型支撑;基于渲染器重写等可视化算法,将巷道掘进、炮孔钻进以及爆破过程动态可视化;利用坐标转换算法,实现了旋转、拖拽、平移及固定视角转化等用户交互操作。依托3d Max和Unity3D软件,针对VCR采矿方法进行动态仿真系统实现,通过碰撞体组件选择、控制代码优化等仿真系统性能优化方法,减轻计算机运行负担,提升了仿真效果和运行速度,为采矿行业交互仿真系统搭建提供可靠借鉴。     

基于地面三维激光扫描的露天矿采剥工程量计算方法

目前露天矿山采场验收测量主要采用全站仪等点式测量方法,存在采样密度低、体积计算误差大、测量周期长等不足,使用三维激光仪进行露天矿山采场验收测量已经成为一种发展趋势,然而现有的点云配准算法存在配准效率低、精度不高等问题。针对迭代最近点法(Iterative closest point,ICP)点云精配准对初始输入点云要求较高,以及原有SIFT-ICP算法需要使用影像数据作为SIFT算法粗配准数据源的问题,将原有SIFT-ICP算法进行了改进,提出了一种新SIFT-ICP算法。新算法仅使用点云一种数据源,并将SIFT算法快速识别特征点与ICP精确配准相结合,改善了精配准过程中的初始点云输入,从而实现了电云快速精确配准。辽宁省鞍山市鞍千矿现场试验表明:基于地面三维激光扫描和新SIFT-ICP算法能够快速完成点云配准,计算得到的采剥工作量相对误差仅为0.72%,可以替代目前广泛使用的全站仪等点式测量方法,并可大大提高露天矿山验收测量效率。