礦井巷道三維場景重建的研究與應(yīng)用.pdf

1、煤炭一直是我國消費最多的能源，然而由于井下高溫、潮濕、多粉塵等惡劣的工作環(huán)境，井下煤炭開采的效率不高。在井下煤炭開采中，巷道的掘進(jìn)是其重要的環(huán)節(jié)，目前井下巷道的掘進(jìn)都依賴人工指揮掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行工作，效率偏低，此外由于人工控制巷道掘進(jìn)，不可避免的會造成巷道掘進(jìn)的方向和掘進(jìn)窗口的大小與施工圖存在偏差，因此測繪人員會不定期的進(jìn)行檢測，這也在一定程度上影響了巷道掘進(jìn)的效率。因此提高巷道掘進(jìn)的效率是當(dāng)前煤炭安全生產(chǎn)的研究熱點之一。
　　本文利用

2、基于激光掃描的三維場景技術(shù)，在計算機(jī)上重建出掘進(jìn)巷道的三維模型。在三維點云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)的研究上，本文總結(jié)和分析了目前國內(nèi)外用于三維點云配準(zhǔn)的主要算法，深入研究了RANSAC（Random Sample Consensus隨機(jī)采樣一致）算法和ICP（Iterative Closest Point迭代最近點）算法，針對傳統(tǒng)ICP算法搜索最近點對準(zhǔn)確度不高做出了改進(jìn)，即將法向量作為搜索最近點對的一個約束條件，對于傳統(tǒng)ICP算法的收斂速率和結(jié)果與

3、初始條件有關(guān)，提出了基于RANSAC和ICP改進(jìn)算法的由粗到精雙層配準(zhǔn)方法，以實驗室為對象進(jìn)行試驗比較，結(jié)果表明本文提出的方法在點云配準(zhǔn)速率、搜索匹配點對正確性上有了一定的提高，證明了該方法的有效性。
　　在上述方法的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了針對掘進(jìn)工作面的礦井下巷道三維場景重建系統(tǒng)，動態(tài)的顯示出井下巷道的三維場景，針對掘進(jìn)機(jī)工作面的工作現(xiàn)場需要，實現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)截割窗口檢測的功能，掘進(jìn)巷道走向的顯示功能以及掘進(jìn)機(jī)導(dǎo)航參數(shù)的矯正功能，從而達(dá)