[發(fā)明專利]一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310042577.8
• 申請日: 2023-01-28
• 公開（公告）號: CN116047464B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳志軍;汪杰;蘇紫鵬;吳曦曦;張晶明;羅鵬;吳超仲
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48;G01S17/88;G01S17/89;G01S17/931;G06T7/521
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

1.一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

基于采集的激光點云數(shù)據(jù)構建礦區(qū)點云地圖；

加載礦區(qū)點云地圖，對地圖中的點云做特征提取，并基于提取的點云的單點特征得到地面區(qū)域點云地圖；

對地面區(qū)域點云地圖進行分割，得到長度定量的二級區(qū)域，并將每個二級區(qū)域劃分為兩個三級區(qū)域；

計算每一三級區(qū)域的坡度，以兩個三級區(qū)域的坡度差的絕對值來表達當前二級區(qū)域所在路面的顛簸程度。

2.根據(jù)權利要求1所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：采用回環(huán)檢測和后端優(yōu)化相結合的方式來構建礦區(qū)點云地圖。

3.根據(jù)權利要求1所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：選取點云曲率作為點云的單點特征，采用二次曲面擬合的方法來計算點云曲率。

4.根據(jù)權利要求3所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：對整個地下礦區(qū)運輸通道進行分段，獲取每一段通道對應點云地圖上的點云曲率分布，剔除每一段通道的左右礦壁及礦頂，得到每一段通道的地面點云地圖數(shù)據(jù)；根據(jù)每一段通道的地面點云地圖數(shù)據(jù)，得到整個地下礦區(qū)運輸通道的地面區(qū)域點云地圖。

5.根據(jù)權利要求4所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：提取點云的局部特征，并根據(jù)局部特征對得到的地面區(qū)域點云地圖進行優(yōu)化。

6.根據(jù)權利要求5所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：對優(yōu)化后的地面區(qū)域點云地圖進行長度定量的分割，形成多個二級區(qū)域；再以每個二級區(qū)域中線為界，形成兩個三級區(qū)域。

7.根據(jù)權利要求6所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：將每一三級區(qū)域劃分為大小相近且分布均勻的三個子區(qū)域；在三個子區(qū)域中分別取點，得到由不共線的三個點所確定的平面；計算該平面的法向量與重力方向的夾角作為當前三級區(qū)域的坡度。

8.一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測系統(tǒng)，采用權利要求1-7中任一項所述的方法實現(xiàn)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

礦區(qū)點云地圖構建模塊，用于基于采集的激光點云數(shù)據(jù)構建礦區(qū)點云地圖；

地面區(qū)域點云地圖提取模塊，用于加載礦區(qū)點云地圖，對地圖中的點云做特征提取，并基于提取的點云的單點特征得到地面區(qū)域點云地圖；

區(qū)域分割模塊，用于對地面區(qū)域點云地圖進行分割，得到長度定量的二級區(qū)域，并將每個二級區(qū)域劃分為兩個三級區(qū)域；

坡度計算模塊，用于計算每一三級區(qū)域的坡度，以兩個三級區(qū)域的坡度差的絕對值來表達當前二級區(qū)域所在路面的顛簸程度。

9.根據(jù)權利要求8所述一種基于激光雷達的地下礦區(qū)坡度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括采集模塊，用于采用回環(huán)檢測的方式采集點云數(shù)據(jù)，并對采集的點云數(shù)據(jù)進行后端優(yōu)化后送入礦區(qū)點云地圖構建模塊。