CN110348138B - 一种实时生成真实井下巷道模型的方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种实时生成真实井下巷道模型的方法、装置及存储介质，包括实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。能够实时生成真实井下巷道模型，同时赋予巷道模型清晰的纹理，实现了实时且准确地对井下巷道进行监控，提高了巷道掘进工作效率，同时保证了人员安全。
Description
技术领域
本公开涉及煤矿生产技术领域，尤其涉及一种实时生成真实井下巷道模型的方法、装置及存储介质。
背景技术
在井下巷道的挖掘监控处理场景中，需要通过观看视频，远程操作掘进机完成工作面的掘进工作，但是仅通过视频不能准确地判断掘进面的生产情况，这就需要构建用于井下巷道监控的三维扫描模型，而目前所构建的三维扫描模型并不能达到实时和准确的监控效果。如果对井下巷道的监控不实时和不准确，则会影响正常掘进工作效率和人员安全。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种实时生成真实井下巷道模型的方法、装置及存储介质，用于解决现有模型生成方法实时性差，巷道信息不真实的问题。
根据本公开的一方面，提供了一种实时生成真实井下巷道模型的方法，所述方法包括：
实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；
实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；
建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；
根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；
根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标，包括：
对所述三角化模型及球形全景图像进行位置修正的过程中，对齐三角化模型与球形全景图像的坐标中心；
将位置修正后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，确定所述待赋值点在球形全景图像中对应的投影点；
根据球形全景图像中投影点的球面坐标对所述待赋值点的球面纹理坐标赋值；
对所述球面纹理坐标进行坐标变换，得到所述待赋值点的平面纹理坐标。
在一种可能的实现方式中，所述实时获取用于井下巷道监控的三角化模型，包括：
根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据；
根据所述点云数据，得到用于井下巷道监控的三角化模型。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型，包括：
对所述球形全景图像进行投影变换，得到平面影像图像；
根据待赋值点的平面纹理坐标，将所述平面影像图像映射到对应的三角化模型的三角面中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
在一种可能的实现方式中，所述根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据，包括：
根据井下作业精度要求，利用三维激光雷达实时对井下巷道内部空间进行采集，得到低密度的点云数据。
在一种可能的实现方式中，所述实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像，包括：
利用全景相机，实时采集井下巷道内部全景影像，得到球形全景图像；
其中，所述全景相机与所述三维激光雷达设置在与井下巷道地面垂直的同一直线上。
根据本公开的另一方面，提供了一种实时生成真实井下巷道模型的装置，包括：
三角化模型获取模块，用于实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；
球形全景图像获取模块，用于实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；
投影关系建立模块，用于建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；
纹理坐标求取模块，用于根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；
数据模型建立模块，用于根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
在一种可能的实现方式中，所述纹理坐标求取模块，包括：
位置修正子模块，用于对所述三角化模型及球形全景图像进行位置修正的过程中，对齐三角化模型与球形全景图像的坐标中心；
待赋值点投影子模块，用于将位置修正后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，确定所述待赋值点在球形全景图像中对应的投影点；
球面纹理坐标求取子模块，用于根据球形全景图像中投影点的球面坐标对所述待赋值点的球面纹理坐标赋值；
平面纹理坐标求取子模块，用于对所述球面纹理坐标进行坐标变换，得到所述待赋值点的平面纹理坐标。
根据本公开的另一方面，提供了一种实时生成真实井下巷道模型的装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
本公开通过实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。能够实时生成真实井下巷道模型，同时赋予巷道模型清晰的纹理，实现了实时且准确地对井下巷道进行监控，提高了巷道掘进工作效率，同时保证了人员安全。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开一实施例的实时生成真实井下巷道模型的方法的流程图；
图2示出根据本公开一实施例的实时生成真实井下巷道模型的方法的示意图；
图3示出了根据本公开一实施例的三角化模型和球形全景图像的投影关系示意图；
图4示出根据本公开一实施例的求取纹理坐标示意图；
图5示出根据本公开一实施例的实时生成真实井下巷道模型的装置的结构图；
图6示出根据本公开一实施例的实时生成真实井下巷道模型的装置的结构图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
目前，在井下巷道无人掘进、巷道施工质量检查、巷道变形检测、巷道素描图绘制等煤矿生产作业中，仍然存在着诸多问题。
1、井下巷道掘进无人化
掘进面无人化可以大大提高生产的安全性。当前，司机通过观看视频，远程操作掘进机完成工作面的掘进工作，这种方式的缺点是：司机仅通过视频来判断掘进面的生产情况，不能掌握工作面、现场生产设备以及碎石(煤)的空间分布信息。
2、井下巷道施工质量的检验
对井下巷道施工质量进行检验，是标准作业和安全生产的前提。巷道的超欠挖是巷道检验的重要指标(以设计开挖轮廓线为基准，实际开挖的断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分称为欠挖)。当前巷道的超欠挖通过类似钢尺或者电子激光测量仪器进行检验，缺点是工作繁重、检验的随意性和没有给出超欠挖的量化程度。
3、井下巷道变形监测
井下巷道变形威胁人员安全，影响正常生产。巷道变形是安监人员的重要检查事项。当前安监人员主要通过查看和“敲帮问顶”的方式对巷道进行检验，这种方式的缺点是检查的随意性和对巷道的微小变化不能及时发现。
4、井下巷道素描图绘制
巷道素描图是指导生产和真实揭露煤层产状的重要图件。当前巷道素描图的绘制依据是井下现场测量的数据，缺点是数据精度低，要想提高精度必须加密测量地点，工作量也相应增加。
通过对上述生产作业进行分析，考虑到真实的井下巷道模型可以反映巷道的整体空间形状信息、巷道表面坑坑洼洼的信息和巷道表面纹理等信息。因此可以通过构建真实井下巷道模型，并将构建的巷道模型用于井下巷道无人掘进、巷道施工质量检查、巷道变形检测、巷道素描图绘制等煤矿生产作业中，从而有效解决上述问题。
然而，现有构建井下巷道模型的方式，主要包括：
1、从三维扫描仪器中取出带颜色点云数据；
2、点云数据优化处理；
3、点云三角化；
4、调整模型细节级别(LOD，Levels of Detail)生成巷道模型。
以井下巷道无人掘进为例，这种构建井下巷道模型方式应用于巷道掘进，存在以下问题：
1)三维扫描仪进行高密度采集，原始采集点云数据量大，所有的数据处理计算量大；
2)模型颜色信息随模型细节级别变化而变化，模型细节级别低时，会出现类似马赛克的情形，巷道纹理信息丢失；
3)巷道模型的生成速度没有实时性可言，不能用到煤矿生产挖掘过程当中。
因此，如何实时构建真实的井下巷道模型成为了有效解决上述煤矿生产作业中存在的问题的关键。本公开提出了一种实时生成真实井下巷道模型的方法，可以有效满足对实时性和真实性要求较高的矿产生产工作要求。
图1示出根据本公开一实施例的一种实时生成真实井下巷道模型的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S10、实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；
在一种可能的实现方式中，在步骤S10中，所述实时获取用于井下巷道监控的三角化模型，可以包括以下步骤：
步骤S101、根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据；
其中，点云数据指扫描资料以点的形式记录，每一个点包含有三维坐标。点云数据除了具有几何位置以外，还可以包含有颜色信息和强度信息。颜色信息通常是将对应位置的像素的颜色信息赋予点云中对应的点。强度信息是接收装置采集到的回波强度，此强度信息与目标的表面材质、粗糙度、入射角方向，以及仪器的发射能量，激光波长有关。
在一种可能的实现方式中，在步骤S101中，所述根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据，可以包括：
根据井下作业精度要求，利用三维激光雷达实时对井下巷道内部空间进行采集，得到低密度的点云数据。
图2示出根据本公开一实施例的实时生成真实井下巷道模型的方法的示意图，如图2所示，考虑到井下巷道的特殊性，即井下巷道是一个密闭空间，通过激光扫描仪在密闭空间进行扫描的效果远远好于室外开放空间；同时，由于实际工作过程中，工作人员需要实时且准确地对井下巷道进行监控，因此，本公开在井下巷道环境上述特殊性的基础上，结合真实巷道模型应用的精度要求(厘米级)和实时性要求，采用实时性高，扫描密度低的三维激光雷达代替常规采用的三维扫描仪，采集巷道内部空间，降低了扫描密度，增强了实时性，进而满足实时且准确生成真实井下巷道模型的要求。
步骤S102、根据所述点云数据，得到用于井下巷道监控的三角化模型。
在一种可能的实现方式中，在步骤S102中，还包括：对所述点云数据进行优化处理；利用优化处理后的点云数据构建井下巷道三角化模型。其中，优化处理可以包括：过滤点云数据，消除重叠部分，数据压缩等处理；通过优化处理，进一步减少多余点云数据的数量，提高构建三角化模型的效率，在保留有效扫描信息的同时，满足实时性要求。
在一种可能的实现方式中，将上述优化处理后的点云数据，通过点云三角化，构建井下巷道三角化模型。其中。点云三角化是指：将各点云数据点之间以三角形相互连接，形成一张立体的三角网格，每个三角形为作为一个三角面。
步骤S20、实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；
在一种可能的实现方式中，在步骤S20中，所述实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像，可以包括：
利用全景相机，实时采集井下巷道内部全景影像，得到球形全景图像；
其中，所述全景相机与所述三维激光雷达设置在与井下巷道地面垂直的同一直线上。
举例来说，如图2所示，结合井下巷道的特殊性及对巷道模型真实性的要求，本公开可以采用360度全景相机，对巷道内部空间进行采集，获得球形影像图片，并进一步通过360度全景相机影像颜色映射的方式，赋予上述三角化模型真实的纹理信息。其中，360度全景相机和三维激光雷达，在保持位于与井下巷道地面垂直的同一直线的基础上，可以分别设置在井下巷道的地面上或者同一墙壁上；可以均设置在井下巷道的中心点附近；也可以两者之一设置在中心点位置。
需要说明的是，在本公开中利用360度全景影像中的颜色信息取代常规点云颜色，即使在低细节模型水平下(即降低非重要物体的面数和细节度的情况下)，巷道的纹理信息也不会丢失，确保得到的数据模型能够表征井下巷道真实情况。
步骤S30、建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；
图3示出了根据本公开一实施例的三角化模型和球形全景图像的投影关系示意图；如图3所示，左侧为步骤S10中通过三维激光雷达低密度采集点云数据生成的三角化巷道模型，右侧为步骤S20中采集得到的360度全景影像，中间连接左右两侧的直线代表着三角化巷道模型中的三角面的顶点31到全景影像投影点32的对应关系。
通过建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，利用该投影关系，将纹理空间和屏幕空间建立关联(即三角面的顶点31与投影点32相互关联)，以便进一步进行纹理映射，构建表征井下巷道真实情况的数据模型。
步骤S40、根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；
本公开中利用巷道形状几何体到球面的投影求取纹理坐标，进一步利用该纹理坐标将携带有真实井下巷道信息的全景图像映射到上述三角化模型中，得到表征实际挖掘中井下巷道真实情况的井下巷道模型。
在一种可能的实现方式中，在步骤S40中，所述根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标，可以包括以下步骤：
步骤S401、对所述三角化模型及球形全景图像进行位置修正的过程中，对齐三角化模型与球形全景图像的坐标中心；
由于全景相机与三维激光雷达设置在与井下巷道地面垂直的同一直线上，实际应用中，全景相机与三维激光雷达存在垂直高度差；因此，为了得到准确的纹理坐标，需要对全景相机与三维激光雷达的位置进行修正，消除由垂直高度差带来的投影位置误差，提高构建的表征井下巷道真实情况的数据模型的准确性。
举例来说，图4示出根据本公开一实施例的求取纹理坐标示意图；如图4所示，外层圆圈为全景相机球形影像图片，内层为井下巷道三角化模型，井下巷道三角化模型与真实巷道大小比例为1:1，全景相机球形影像图片大于该井下巷道三角化模型。其中，Q点为全景相机的位置，J点为三维激光雷达的位置，h为全景相机与三维激光雷达的垂直高度差，将该井下巷道三角化模型沿垂直方向上移或者下移h距离，直到三角化模型的坐标中心(图4中J点)与球形全景图像的坐标中心(图4中Q点)重合，即将全景相机的位置Q与三维激光雷达的位置J移动到同一点。
步骤S402、将位置修正后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，确定所述待赋值点在球形全景图像中对应的投影点；
其中，三角面顶点31为三角面中任意一个点，利用三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，对上述位置校正后的三角化模型与球形全景图像进行投影处理，得到三角化模型中三角面顶点对应的球形全景图像中的投影点；本公开中，将优化后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，顶点数目远远少于原始点云数目，可以提高数据处理效率，保证井下巷道模型生成的实时性要求。
举例来说，如图4所示，M点为巷道模型三角面中任一点，通过上述位置修正后，得到M的垂直修正后的位置M’，连接M’及修正后的三角化模型或球形全景图像的中心，得到射线QM’，射线QM’与外层圆圈的交点为P点；P点即为M点对应的球形全景图像中的投影点。
步骤S403、根据球形全景图像中投影点的球面坐标对所述待赋值点的球面纹理坐标赋值；
球面纹理坐标表征的是三维巷道模型与全景图像的映射关系，将球形全景图像中投影点的球面坐标赋值于待赋值点的球面纹理坐标。
举例来说，如图4所示，在上述步骤S402中求取P点为M点对应的球形全景图像中的投影点，进一步求取射线QM’的方位角和垂直角，即可得到P点在球形全景图像坐标系中的坐标，将该P点的球面坐标赋值于M点，即为M点的球面纹理坐标。
步骤S404、对所述球面纹理坐标进行坐标变换，得到所述待赋值点的平面纹理坐标。
考虑到需要对三角化模型中各三角面进行纹理映射，因此，在得到三角面各顶点的球面纹理坐标后，需要进一步通过坐标变换，得到表征三角面与平面影像图片的映射关系的平面纹理坐标。
步骤S50、根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
纹理映射是将纹理空间中的纹理像素映射到屏幕空间中像素的过程，使构建的三维模型更接近现实世界中真实物体的视觉效果；利用纹理映射，使得到的三维模型表面的视觉感受更接近实物模型，提高了井下巷道模型的真实感。本公开中，利用携带有真实井下巷道信息的全景图像进行纹理映射，得到表征实际挖掘中井下巷道真实情况的井下巷道模型。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型，可以包括以下步骤：
步骤S501、对所述球形全景图像进行投影变换，得到平面影像图像；
由于上述得到的平面纹理坐标表征三角化模型中三角面与平面影像图片的映射关系，因此，对采集到的球形全景图像进行投影变换，得到对应的平面影像图像。
步骤S502、根据待赋值点的平面纹理坐标，将所述平面影像图像映射到对应的三角化模型的三角面中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
通过将纹理信息覆盖在三角化模型的表面，完成巷道模型实时纹理贴图，无需去构造模型和材质细节，节省了大量人力和时间，同时满足了构建的模型的真实性和实时性要求。在实际井下巷道掘进作业中，司机可以通过远程实时查看实时构建的真实井下巷道模型，可以通过该井下模型对掘进工作面的环境、现场生产设备的相关信息以及巷道中碎石(煤)的空间分布信息等进行全面掌握，进而可以更加及时准确地判断掘进面的生产情况，为下一步的开展掘进工作。通过这种方式开展无人掘进工作，可以在远程实时且真实地掌握掘进面的生产情况，提高无人化作业的精准性和效率。
需要说明的是，尽管以井下巷道掘进作为应用示例介绍了实时生成真实井下巷道模型的方法如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，本公开还可以有效解决巷道施工质量检查、巷道变形检测、巷道素描图绘制等矿产生产工作中存在的问题。例如：在进行井下巷道施工质量检验的过程中，构建真实井下巷道模型，可以表征巷道表面坑坑洼洼的信息和巷道表面纹理等信息，可以实现超欠挖的精确量化；利用构建的真实井下巷道模型，可以实时发现巷道的微小变化；在进行井下巷道素描图绘制时，可以通过实井下巷道模型，在保证精度的基础上，减少工作量。
这样，根据本公开上述实施例的一种实时生成真实井下巷道模型的方法，通过实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。能够实时生成真实井下巷道模型，同时赋予巷道模型清晰的纹理，实现了实时且准确地对井下巷道进行监控，提高了巷道掘进工作效率，同时保证了人员安全。
图5示出根据本公开一实施例的一种用于实时生成真实井下巷道模型的装置结构图。如图5所示，可以包括：
三角化模型获取模块51，用于实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；
球形全景图像获取模块52，用于实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；
投影关系建立模块53，用于建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；
纹理坐标求取模块54，用于根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；
数据模型建立模块55，用于根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
在一种可能的实现方式中，所述纹理坐标求取模块，包括：
位置修正子模块，用于对所述三角化模型及球形全景图像进行位置修正的过程中，对齐三角化模型与球形全景图像的坐标中心；
待赋值点投影子模块，用于将位置修正后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，确定所述待赋值点在球形全景图像中对应的投影点；
球面纹理坐标求取子模块，用于根据球形全景图像中投影点的球面坐标对所述待赋值点的球面纹理坐标赋值；
平面纹理坐标求取子模块，用于对所述球面纹理坐标进行坐标变换，得到所述待赋值点的平面纹理坐标。
在一种可能的实现方式中，所述三角化模型获取模块，包括：
点云数据采集子模块，用于根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据；
三角化模型构建子模块，用于根据所述点云数据，得到用于井下巷道监控的三角化模型。
在一种可能的实现方式中，所述数据模型建立模块，包括：
平面影像图像获取子模块，用于对所述球形全景图像进行投影变换，得到平面影像图像；
数据模型建立子模块，用于根据待赋值点的平面纹理坐标，将所述平面影像图像映射到对应的三角化模型的三角面中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
在一种可能的实现方式中，在所述点云数据采集子模块中，根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据，包括：
根据井下作业精度要求，利用三维激光雷达采集密度实时采集井下巷道内部空间数据，得到低密度的点云数据。
在一种可能的实现方式中，在所述球形全景图像获取模块，实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像，包括：
利用全景相机，实时采集井下巷道内部全景影像，得到球形全景图像；
其中，所述全景相机与所述三维激光雷达设置在与井下巷道地面垂直的同一直线上。
图6示出根据本公开一实施例的一种用于实时生成真实井下巷道模型的装置1900的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器。参照图6，装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (7)
1.一种实时生成真实井下巷道模型的方法，其特征在于，所述方法包括：
实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；
实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；
建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；
根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；
根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型；
所述根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标，包括：
对所述三角化模型及球形全景图像进行位置修正的过程中，对齐三角化模型与球形全景图像的坐标中心；
将位置修正后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，确定所述待赋值点在球形全景图像中对应的投影点；
根据球形全景图像中投影点的球面坐标对所述待赋值点的球面纹理坐标赋值；
对所述球面纹理坐标进行坐标变换，得到所述待赋值点的平面纹理坐标；
所述根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型，包括：
对所述球形全景图像进行投影变换，得到平面影像图像；
根据待赋值点的平面纹理坐标，将所述平面影像图像映射到对应的三角化模型的三角面中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时获取用于井下巷道监控的三角化模型，包括：
根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据；
根据所述点云数据，得到用于井下巷道监控的三角化模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据井下作业精度要求，实时采集得到低密度的点云数据，包括：
根据井下作业精度要求，利用三维激光雷达实时对井下巷道内部空间进行采集，得到低密度的点云数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像，包括：
利用全景相机，实时采集井下巷道内部全景影像，得到球形全景图像；
其中，所述全景相机与所述三维激光雷达设置在与井下巷道地面垂直的同一直线上。
5.一种实时生成真实井下巷道模型的装置，其特征在于，包括：
三角化模型获取模块，用于实时获取用于井下巷道监控的三角化模型；
球形全景图像获取模块，用于实时获取对井下巷道进行采集所得到的球形全景图像；
投影关系建立模块，用于建立所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系；
纹理坐标求取模块，用于根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，得到纹理坐标；
数据模型建立模块，用于根据所述纹理坐标将所述球形全景图像映射到所述三角化模型中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型；
所述纹理坐标求取模块，包括：
位置修正子模块，用于对所述三角化模型及球形全景图像进行位置修正的过程中，对齐三角化模型与球形全景图像的坐标中心；
待赋值点投影子模块，用于将位置修正后的三角化模型中各三角面顶点作为待赋值点，根据所述三角化模型和所述球形全景图像间的投影关系，确定所述待赋值点在球形全景图像中对应的投影点；
球面纹理坐标求取子模块，用于根据球形全景图像中投影点的球面坐标对所述待赋值点的球面纹理坐标赋值；
平面纹理坐标求取子模块，用于对所述球面纹理坐标进行坐标变换，得到所述待赋值点的平面纹理坐标；
所述数据模型建立模块，包括：
平面影像图像获取子模块，用于对所述球形全景图像进行投影变换，得到平面影像图像；
数据模型建立子模块，用于据待赋值点的平面纹理坐标，将所述平面影像图像映射到对应的三角化模型的三角面中，得到用于表征实际挖掘中井下巷道真实情况的数据模型。
6.一种实时生成真实井下巷道模型的装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器通过调用所述可执行指令实现如权利要求1-4中任意一项所述的方法。
7.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至4中任意一项所述的方法。
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