矿用三维激光扫描仪关键技术研究

矿山井下环境恶劣,伴有高温、潮湿、多粉尘、供电不便、坐标标定精度差等问题,通过对矿用三维激光扫描仪封装防护、本地化供电、高精度标定等关键技术研究,提高了仪器的防护等级和标定精度,增强了便携性。试验结果表明,矿用三维激光扫描仪可准确测量采空区三维形态,为矿山采空区探测和综合治理提供了技术手段。     

三维激光扫描仪井下安全监测技术

阐述三维激光扫描技术的原理及其在矿山井下安全监测中的应用情况,介绍国内外针对矿山安全监测领域推出的三维激光扫描产品及其特点,分析并展望三维激光扫描仪在矿山安全监测领域的发展趋势,指出三维激光扫描技术是井下空区安全监测的技术创新和重要手段。随着矿山信息化的快速发展,三维激光扫描仪必将在矿山井下安全监测中发挥重要作用。     

融合点云RGB影像和3D-NDT算法溶洞的点云自动精确拼接

3D-NDT(正态分布变换)算法是一种应用在同时定位和地图生成(SLAM)的机器人领域中的点云拼接算法。在SLAM中,点云初始拼接是通过机器人测距仪获取两个站之间初始变换完成的,然后采用3D-NDT算法进行精确拼接。地面三维激光扫描仪无法直接获取两站点云的初始变换,因此3D-NDT算法无法直接应用到地面三维激光扫描作业中。文中针对地面三维激光获取溶洞点云数据的扫描流程,提出了一种融合点云RGB影像和3D-NDT算法的点云自动精确拼接方法。实验结果表明,该拼接方法针对百万级大型复杂溶洞点云数据,无论在时间和精度上均较传统拼接方法有很大优势。     

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...     

基于不同拼接方式的三维点云拼接精度对比

三维激光扫描仪能快速、大量的获取点云数据,完成实景复制。但通常需要多测站扫描才能完成外业数据采集,内业数据处理还需完成点云的拼接,将所有数据转换到同一个坐标系下。点云拼接主要是基于靶球或者同名点进行,针对同名点的点云拼接方式,同名点识别影响因素较多的问题,因此提出基于灰度图的拼接方式。实验对两种拼接方式进行对比,计算拼接精度,得出灰度图拼接精度明显优于点云控制点的拼接。灰度图拼接数据精度高,能够满足隧道测量的基本要求。     

利用点云数据进行惠泉变电站三维重建

提出了一种利用激光扫描仪采集的点云数据对建筑物进行快速三维重建的方案。对于待扫描的建筑物,获取从不同角度扫描的激光点云,首先进行相邻扫描站的激光点云自动拼接,生成统一的点云模型,然后再通过点云提取特征线,利用共面条件,提取建筑物框架生成三维模型,最后得出利用三维激光扫描技术可以快速建立三维空间的可视化模型,解决了传统测量仪器和测量方法在变电站等特殊领域的不足的问题。     

基于三维激光扫描技术的晋城矿区DEM建构研究

晋城矿区地形复杂,多位于山区和丘陵地带、地势起伏较大甚至包括悬崖和峭壁,传统地形测绘方法难以满足测量要求。三维激光扫描技术数字化、快速、非接触的特点正好可以解决这类问题。文中介绍了三维激光扫描技术的基本原理,并结合采集的矿山地形数据,进行了地形点云数据的采集方法、点云数据拼接方法、点云数据中植被信息剔除方法、DEM模型建立的相关研究。     

物联网与云服务的矿山地压监测系统研究与应用

为实现矿山开采科学化管理方式,全面确保矿山井下生产作业的连续性和安全性,地压安全监测系统已在矿山得到广泛应用。针对我国地压安全监测系统相比于国外知名监测系统在传感器、通信线路和数据挖掘上存在的很多不足,本文引入物联网与云服务技术,设计并实现了一套地压安全监测地压安全监测分析一体化的解决方案。开发了适合矿山动力灾害监测的多参数泛在数据时间同步、数模转换同步的采集装置。通过微震采集、应变采集、应力采集、温度、有毒有害气体采集等,获取在时间同步、数模转换同步条件下监测目标的多元信息,为各种参数记录提供共同的时间轴和相同的采集转换,并构建集成了多矿山多用户的地压安全监测云平台,奠定矿山动力灾害多参数耦合分析预警技术基础。     

基于地面LiDAR的建筑物精细化三维重建及精度分析

随着“实景三维中国”以及智慧矿山等建设的不断推进,对承载数字化建设基础数据的三维模型精细化程度提出了更高要求。基于地面Li DAR三维重建技术,提出了建筑物精细化三维重建方法。采用地面三维激光扫描仪获取建筑物的扫描数据,经过点云去噪、点云着色、多点点云拼接及坐标转换等处理,构建了基于三维激光点云的实景三维模型,并从位置精度和纹理结构信息角度对模型进行了建模质量评价。结果表明:基于地面Li DAR的建筑物三维重建方法构建的三维模型位置精度高,X方向中误差为±0.92 cm,Y方向中误差为±0.60 cm,平面中误差为±1.10 cm,高程中误差为0.77 cm;在结构纹理精度方面,能精细地表达出建筑物下部及内部的信息,纹理细腻。     

倾斜巷道腰线快速标定技术

该文对煤矿井下倾斜巷道腰线标定技术进行研究分析,结合现场实际,总结介绍了倾斜巷道腰线快速标定技术——近帮标设技术,该技术改进了传统井下倾斜巷道腰线标设方法,操作简单,缩短了腰线标设时间,精度可靠。     

三维激光扫描技术在异形产品表面加工质量检测中的应用

传统的测量手段如全站仪、GPS等都是基于点测量,在面对异形产品表面加工质量检测时显得力不从心。而三维激光扫描仪由于其可以快速高精度获取被测物体表面的三维点云数据,因此该文以某工业产品为实例,在讨论了三维激光扫描技术的原理和误差来源的基础上,通过利用三维激光扫描仪获取产品表面的海量点云数据,然后对点云进行拼接、去噪等预处理,并将点云与设计模型进行对比,以调整产品。实验结果表明,通过三维激光扫描技术可以有针对性的调整产品,提高产品质量,并满足一定精度。     

三维激光扫描技术在露天矿山监测中的应用

为了使矿山的安全监测变得便捷化、可视化与数字化,将三维激光扫描技术应用到露天矿山监测中,采用架站式布置扫描仪,经过定向后,对目标区域扫描并获得点云数据,再进行拼接、配准、过滤和处理。处理结果表明:针对露天采场、排土场及边坡,三维激光扫描系统可以直接进行地形建模、环建模、3D复杂表面建模和扫描三角网建模,计算目标区域的体积,寻找节理特征,并自动绘制位移变形及速度变形曲线、三维变形位移云图,且可实时查询超欠挖量、施工与设计偏差等,为边坡稳定性的分析及现场的治理提供了依据,为矿山生产计划的调整和储量动态管理提供了高精度数据。     

移动式三维激光扫描技术在矿山测量中的精度及误差分析

随着数字化矿山建设的推进,传统的测量手段已经难以满足快速变化的空间信息更新需求。三维激光扫描技术的发展解决了传统测绘手段的局限性问题,为测绘行业带来了一次变革,逐渐得到业内人士的广泛关注。为探讨移动式三维激光扫描技术在矿山测量中的精度,使用GEO-SLAM移动式三维激光扫描仪对地面厂区和矿山井下巷道进行三维快速扫描测量试验,对扫描精度进行了评定,并对其误差进行分析。结果证明移动式三维激光扫描技术完全能够满足矿山测量的精度要求。为三维激光扫描技术在矿山的推广应用提供了借鉴。     

三维激光扫描技术在国内矿山领域的应用

介绍了三维激光扫描技术在矿山采空区、矿山边坡、矿 山爆破、矿山开采沉陷、矿山储量５个领域的应用现状,着重 分析了实际应用中存在的问题,分析了点云数据获取高质量 化、点云覆盖范围最大化、点云数据处理高精度化的发展趋 势,指出三维激光扫描技术与新型测量技术和人工智能算法 相结合,开发数据处理软件融入矿山数据管理平台是实现智 慧矿山的重要保障.     

煤矿井下空间可视化钻孔投射定位技术

针对煤矿井下瓦斯抽排钻孔难以精确定位的问题,分析了目前井下常用的钻孔定位方法,讨论了这些方法存在的主要问题,并提出了空间可视化钻孔投射定位技术;通过详细阐述空间可视化钻孔投射定位技术的技术原理、算法研究、技术特点和技术创新等内容分析了技术上的可行性,利用该技术可以解决不同区域防突措施瓦斯抽排钻孔的开孔位置、倾角和方位角的快速标定问题;通过在钻场空间投射红外可见光,可以实现对多个钻孔一次投射、全部标定,能有效避免传统钻孔标定方法因人工计算和放线带来的误差,大大节约钻场钻孔的开孔定位时间。研究结果表明:煤矿井下空间可视化钻孔投射定位技术标定1个钻场的时间一般不超过30min,比传统方法在时效上提高80%以上。     

三维激光扫描仪测量精度的快速检查方法

地面三维激光扫描仪作为一种高精密的测量仪器,可以为测绘等领域提供海量基础数据。为了实时快速对其测量精度进行检验,基于实践经验,在应用重心类方法获取球体中心坐标信息的基础上,通过对比高精度全站仪和三维激光扫描仪相应数据,对三维激光扫描仪的点位精度、测距精度和点云拼接精度进行了快速检验。     

基于三维激光扫描仪的矿区边坡变形监测数据的分析处理

以南郑县碑坝孔溪沟锌矿区边坡为研究对象,选用三维激光扫描仪采集边坡变形数据,对变形监测数据进行分析和处理,从而研究矿区边坡变形.针对点云数据拼接、点云滤波、点云精简、模型重建等数据处理过程中常遇到的问题,提出了相应的解决方法.提出了多边形分割法,将模型的重点关注区域划分为多个多边形,根据多边形重心坐标的变化分析了边坡的...     

霄云煤矿井下基本控制导线建立及精度评定

煤矿井下平面基本控制导线,是井下标定巷道、硐室、回采工作面等平面位置的重要技术基础,也能为巷道掘进贯通测量时提供统一的起始标准。文中总结了霄云煤矿井下±7″级基本控制导线的建立过程,并对导线精度做出了分析。     

矿山三维可视化监测系统设计与实现

介绍了矿山三维可视化监测系统的设计思路和应用实现。系统针对矿山安全监测的实际需求,运用3DGIS技术和虚拟仿真技术,实现井下人员、机器设备、环境等多源监测数据的采集、分析、集成,解决数字矿山建设中信息孤岛问题,为矿山安全生产提供技术支持和辅助决策。     

井下无线定位系统综述

总结了国内外井下定位系统的技术原理,分析了ZigBee技术、WiFi无线技术、RFID射频技术、UWB高频技术等组成的井下定位系统功能特点,同时介绍了相应系统在井下实际使用效果,通过分析比较井下定位技术优缺点,对后续矿山定位系统建设提供了相应的技术支撑。