[發(fā)明專利]爆破巖塊自動(dòng)識(shí)別和塊度特征提取方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811182419.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN109359680B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖學(xué)燕;張中雷;施富強(qiáng);李徐然;陳亞建;尹作良;余舟;謝博;蔣耀港;龔志剛;馬宏昊;李鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大昌建設(shè)集團(tuán)有限公司;四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06K9/46;G06T7/64
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 鐘尉

本發(fā)明涉及爆破效果評(píng)價(jià)領(lǐng)域，特別是一種爆破巖塊自動(dòng)識(shí)別和塊度特征提取方法及裝置。該識(shí)別方法包括：步驟1，獲取至少2個(gè)站點(diǎn)的爆堆表面三維空間原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；步驟2，原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理；步驟3，由預(yù)處理后的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算得到超體聚類點(diǎn)云；步驟4，判別相鄰所述超體聚類點(diǎn)云之間的凹凸關(guān)系；步驟5，若相鄰所述超體聚類點(diǎn)云之間為凸鄰接關(guān)系，則再聚類形成巖塊點(diǎn)云。該特征提取方法包括步驟1，采用上述的識(shí)別方法獲取巖塊點(diǎn)云數(shù)據(jù)；步驟2，根據(jù)各個(gè)所述巖塊點(diǎn)云所含點(diǎn)數(shù)多少，提取特征巖塊點(diǎn)云；步驟3，計(jì)算所述特征巖塊點(diǎn)云的幾何特征。該自動(dòng)識(shí)別方法和塊度特征提取方法解決了傳統(tǒng)方式巖塊塊度測(cè)量效率低和精度低的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及爆破效果評(píng)價(jià)領(lǐng)域，特別是一種爆破巖塊自動(dòng)識(shí)別和塊度特征提取方法，以及采用該方法的裝置。

背景技術(shù)

在爆破工程的試驗(yàn)研究中，由于爆破條件復(fù)雜，爆破效果的優(yōu)劣受多重因素影響，用于評(píng)價(jià)爆破效果的指標(biāo)眾多，其中爆破塊度大小和分布是評(píng)價(jià)礦山開采爆破效果的主要參數(shù)之一。爆破塊度可以為爆破參數(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)依據(jù)，其直接影響著礦山生產(chǎn)過程中的鏟裝、運(yùn)輸、機(jī)械破碎等后續(xù)工藝生產(chǎn)及其經(jīng)濟(jì)效益。爆破塊度過大，會(huì)影響裝載效率，過大的巖塊還需要進(jìn)行二次破碎，導(dǎo)致時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本大大增加，而且二次爆破容易發(fā)生飛石傷人等安全事故；塊度過小，不僅會(huì)產(chǎn)生大量粉塵造成污染，同時(shí)也表明使用藥量過多，造成了浪費(fèi)。因此，爆破巖塊的快速識(shí)別及巖塊的塊度特征提取，對(duì)礦山生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破巖塊的識(shí)別與特征提取是爆破控制研究迫切需要解決的問題。

目前對(duì)爆破塊度分布的測(cè)量方法主要分為直接測(cè)量和間接測(cè)量，直接測(cè)量存在的耗時(shí)耗力，測(cè)量難度大，生產(chǎn)效率低等不足。公開號(hào)為CN104406983B的中國(guó)發(fā)明專利采用正面垂直拍攝標(biāo)準(zhǔn)照片的方法對(duì)礦石爆堆進(jìn)行拍攝，在圖像處理軟件中設(shè)置正方形網(wǎng)格，以此正方形網(wǎng)格為基準(zhǔn)，對(duì)拍攝的照片逐一進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)爆破塊度。該方法獲取的爆堆數(shù)據(jù)完整性較差，認(rèn)為判斷礦石面積在每個(gè)方格中的面積準(zhǔn)確性欠佳，無法獲取單個(gè)巖塊的具體塊度，塊度總體分布結(jié)果估算誤差較大。公開號(hào)為CN104463199A的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)通過提取礦巖塊度顏色和紋理特征進(jìn)行塊度分類，對(duì)于顏色和紋理特征相似的巖塊分類效果欠佳，適用范圍受限。

隨著三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)獲取過程的自動(dòng)化水平得到了提高，同時(shí)儀器設(shè)備成本也逐漸降低，因此在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)更好的評(píng)價(jià)效果，如何利用獲取的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行爆破塊度分析評(píng)價(jià)，是一個(gè)值得深入研究和探索的領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有爆破塊度評(píng)價(jià)方法存在的用于評(píng)價(jià)的爆堆數(shù)據(jù)完整性差、塊度分類精度欠佳、方法適用性局限等不足，提供一種基于爆堆三維空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)的爆破巖塊自動(dòng)識(shí)別和特征提取方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種爆破巖塊自動(dòng)識(shí)別方法，包括：

步驟1，獲取至少2個(gè)站點(diǎn)的爆堆表面三維空間原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

步驟2，原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理，所述預(yù)處理包括拼接、去噪和下采樣；

步驟3，由預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算得到超體聚類點(diǎn)云；

步驟4，判別相鄰所述超體聚類點(diǎn)云之間的凹凸關(guān)系；

步驟5，若相鄰所述超體聚類點(diǎn)云之間為凸鄰接，則再聚類形成巖塊點(diǎn)云。

進(jìn)一步地，所述步驟2中預(yù)處理包括原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接、去噪和下采樣具體包括下述內(nèi)容。

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