[實用新型]礦井巷道三維建模用數據采集系統

有效

• 申請號: 201420065301.8
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN203702258U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 安魚飛;申平;王曉鵬;杜凡;衛超
• 申請（專利權）人: 西安煤航衛星數據應用有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型涉及一種數據采集系統，尤其是涉及一種礦井巷道三維建模用數據采集系統。

背景技術

“數字礦山”是對真實礦山整體及其相關現象的統一認識與數字化再現，“數字礦山”的核心是在統一的時間坐標和空間框架下，科學合理地組織各類礦山信息，將海量異質的礦山信息資源進行全面、高效和有序的管理和整合。數字礦山的任務是在礦業信息數據倉庫的基礎上，充分利用現代空間分析、數據采礦、知識挖掘、虛擬現實、可視化、網絡、多媒體和科學計算技術，為礦產資源評估、礦山規劃、開拓設計、生產安全和決策管理進行模擬、仿真和過程分析提供新的技術平臺和強大工具。“數字礦山”是建立在數字化、信息化、虛擬化、智能化、集成化基礎上的，由計算機網絡管理的管控一體化系統，它綜合考慮生產、經營、管理、環境、資源、安全和效益等各種因素，使企業實現整體協調優化，在保障企業可持續發展的前提下，達到提高其整體效益、市場競爭力和適應能力的目的。

近年來，隨著“數字礦山”技術應用的發展，礦井巷道工程模型的建立與應用是“數字礦山”建設的重要的組成部分和基礎。礦井三維模型是“數字礦山”建設的重要組成部分和數據基礎，數字礦山的空間分析計算、綜合管理功能都是基于礦井三維模型，礦井三維模型的準確性直接關系到礦山儲量估算、礦井生產指揮、調度、通風、供電、供水、應急指揮、人員定位等系統的分析計算結果，且礦井三維模型是上述系統的基礎數據平臺。建立礦井三維模型時，礦井巷道內基礎數據的采集至關重要。

傳統礦井三維模型的建立方法，大多采用傳統井下RTK（Real-timekinematic，時差分定位）測量方法獲取基礎數據，再繪制圖件，然后根據圖件在三維建模軟件中進行建模，此方法受限于井下的工作條件，影響生產，所需周期較長且建模精度取決于測量精度，對于不方便實測的巷道、采空區等無法進行建模，另外對于不規則對象只能采用粗略測量的方法，影響數據準確性。因而，現有的井下RTK測量方法存在費時費力、受井下環境條件限制較大、所測量數據的準確性較低等缺陷，已不能滿足“數字礦山”建設的需要。三維激光掃描技術采用無接觸測量方式，且通過高速激光掃描測量的方法大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據，具有快速性，不接觸性，穿透性，實時、動態、主動性，高密度、高精度，數字化、自動化等特性，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數字地形模型。三維激光掃描系統利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據。由于三維激光掃描系統可以密集地大量獲取目標對象的數據點，因此相對于傳統的單點測量，三維激光掃描技術也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術突破。一般三維激光掃描儀在進行景象拼合的時候因為沒有坐標依據需要放置目標球，利用目標球來定位拼合。

綜上所述，現如今缺少一種結構簡單、設計合理且使用操作簡便、使用效果好的基于三維激光掃描儀的礦井巷道三維建模用數據采集系統，能有效解決現有礦井巷道三維建模用井下測量方法的存在費時費力、受井下環境條件限制較大、所測量數據的準確性較低等缺陷。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種礦井巷道三維建模用數據采集系統，其結構簡單、設計合理且使用操作簡便、使用效果好，能有效解決現有礦井巷道三維建模用井下測量方法的存在費時費力、受井下環境條件限制較大、所測量數據的準確性較低等缺陷。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種礦井巷道三維建模用數據采集系統，其特征在于：包括多個均布設在需進行建模的礦井巷道內的測站和對多個所述測站所傳送的點云數據分別進行同步存儲的上位機，多個所述測站沿所述礦井巷道的縱向延伸方向由前至后進行布設且其均布設在所述礦井巷道的巷道底板中心線上，前后相鄰兩個所述測站的間距為80m～150m；所述礦井巷道由前至后分為多個巷道段，多個所述巷道段的數量與多個所述測站的數量相同，且每個所述巷道段中部均布設有一個測站；每個所述測站均包括一個三維激光掃描儀和將三維激光掃描儀所獲取點云數據同步上傳至上位機的數據處理器，所述三維激光掃描儀與數據處理器相接，所述三維激光掃描儀安裝在電動行走機構上，所述電動行走機構由數據處理器進行控制，所述數據處理器與上位機之間以有線或無線方式進行雙向通信。