[發(fā)明專利]一種三維礦山建模系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107403464A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊嶺;許德如;郭建華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G01D21/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司44001
• 代理人: 劉明星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到數(shù)字礦山領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種三維礦山建模系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

三維礦山建模，是數(shù)字礦山建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一，有利于直觀形象、精確高效的開展礦山勘查開發(fā)、保護(hù)利用工作。現(xiàn)有三維礦山建模技術(shù)方法主要是在礦山已有的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、地質(zhì)礦山數(shù)據(jù)、剖面圖、中段平面圖、鉆孔柱狀圖等已有地形地質(zhì)信息的基礎(chǔ)上，利用輪廓線法、曲面插值方法等方法手動建立。因建模過程需要大量人工干預(yù)，建模效率低；模型單元依賴插值構(gòu)建，模型可信度低；建模所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新獲取難度大，三維礦山模型很難符合礦山實(shí)際；依賴常規(guī)三維GIS軟件建模，針對礦山應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)性不強(qiáng)。

因此，亟待發(fā)明一種快速專業(yè)的三維礦山建模系統(tǒng)及方法，充分利用先進(jìn)的無人機(jī)、激光雷達(dá)測量、遙感測量等現(xiàn)代高效技術(shù)手段，高效獲取三維礦山數(shù)據(jù)，綜合集成礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)，建立三維礦山模型，為礦山勘探開采提供及時準(zhǔn)確、直觀形象的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐服務(wù)。

發(fā)明專利內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種三維礦山建模系統(tǒng)及方法，以克服現(xiàn)有三維礦山建模工作量大、效率低、可信度低、專業(yè)性弱的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種三維礦山建模系統(tǒng)，包括：

前端傳感裝置：用于采集三維礦山數(shù)據(jù)；

遙控裝置：與前端傳感裝置通過無線信號相連，用于規(guī)劃數(shù)據(jù)采集路線，對數(shù)據(jù)采集過程進(jìn)行監(jiān)控，同時接收并存儲前端傳感裝置采集到的三維礦山數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理裝置：對遙控裝置接收到的三維礦山數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立三維礦山模型單元；

集成分析裝置：集成多個由數(shù)據(jù)處理裝置建立的三維礦山模型單元，構(gòu)建完整三維礦山模型，并對模型進(jìn)行分析。

進(jìn)一步地，前端傳感裝置包括無人機(jī)，及分別安裝在無人機(jī)上的三維激光雷達(dá)設(shè)備、三維空間定位傳感器、遙感相機(jī)和通訊終端，三維激光雷達(dá)設(shè)備、三維空間定位傳感器和遙感相機(jī)測量到的三維礦山數(shù)據(jù)通過通訊終端傳輸給遙控裝置。

進(jìn)一步地，三維激光雷達(dá)設(shè)備、三維空間定位傳感器、遙感相機(jī)分別通過云臺裝設(shè)于無人機(jī)上。

進(jìn)一步地，前端傳感裝置還包括一數(shù)據(jù)緩存模塊，當(dāng)通訊中斷時，測量到的三維礦山數(shù)據(jù)會先存儲于緩存模塊中，通訊恢復(fù)后，緩存的三維礦山數(shù)據(jù)將通過通訊終端回傳給遙控裝置。

進(jìn)一步地，三維礦山數(shù)據(jù)處理包括影像判別、特征提取、點(diǎn)云建模等。

一種上述三維礦山建模系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的三維礦山建模方法，包括以下步驟：

遙控裝置規(guī)劃三維礦山數(shù)據(jù)采集路線；

前端傳感裝置根據(jù)規(guī)劃的三維礦山數(shù)據(jù)采集路線，采集三維礦山數(shù)據(jù)；

遙控裝置接收并存儲前端傳感裝置所采集的三維礦山數(shù)據(jù)，并監(jiān)控三維礦山數(shù)據(jù)采集全過程；

數(shù)據(jù)處理裝置處理遙控裝置將接收到的三維礦山數(shù)據(jù)，建立三維礦山模型單元；

通過集成分析裝置集成三維礦山模型單元，構(gòu)建完整三維礦山模型，并對模型進(jìn)行分析。

進(jìn)一步地，三維礦山數(shù)據(jù)采集方法包括以下步驟：三維激光雷達(dá)設(shè)備、遙感相機(jī)和三維空間定位傳感器同時采集相關(guān)的三維礦山數(shù)據(jù)，采集到的三維礦山數(shù)據(jù)，通過通訊終端傳輸給遙控裝置。

進(jìn)一步地，當(dāng)通信中斷時，前端傳感裝置的數(shù)據(jù)緩存模塊保存采集到的三維礦山數(shù)據(jù)，通信恢復(fù)后，通訊終端將數(shù)據(jù)回傳給遙控裝置。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理包括影像判別、特征提取、點(diǎn)云建模等。

進(jìn)一步地，集成分析裝置對三維礦山模型的分析包括地質(zhì)產(chǎn)狀測量、構(gòu)造形態(tài)識別與標(biāo)繪、鉆孔設(shè)計(jì)、爆破設(shè)計(jì)、坑道設(shè)計(jì)等勘查開發(fā)分析。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明公開了一種三維礦山建模系統(tǒng)及方法，包括前端傳感裝置、遙控裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、集成分析裝置。系統(tǒng)通過前端傳感裝置采集三維礦山數(shù)據(jù)，遙控裝置規(guī)劃采集路線、監(jiān)控采集過程并接收存儲采集信息，數(shù)據(jù)處理裝置建立三維礦山模型單元，集成分析裝置建立統(tǒng)一三維礦山模型并提供專業(yè)礦山模型分析功能。前端傳感裝置可以按照數(shù)據(jù)采集規(guī)劃路線自主飛行、主動返回，并且當(dāng)傳感裝置與遙控裝置的通訊中斷時，前端傳感裝置能主動存儲數(shù)據(jù)，一旦通訊恢復(fù)，即能將數(shù)據(jù)回傳至遙控裝置，最大限制保護(hù)傳感裝置的安全性、保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，為礦山勘查開發(fā)提供準(zhǔn)確的三維模型數(shù)據(jù)支持。。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中三維礦山建模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中三維礦山建模方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。