CN113744388A - 一种三维巷道建模系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种三维巷道建模系统及方法，涉及信息技术领域。一种三维巷道建模系统，包括巷道分段模块、标定点设定模块、激光扫描仪、子段数据处理模块和三维模型计算模块；巷道分段模块用于将巷道划分为若干个子单元段，且任意两个相邻子单元段设有重合段；标定点设定模块用于在重合段设立若干个标定点；激光扫描仪用于对子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；子段数据处理模块用于接收子单元段的三维点云数据，并根据子单元段的三维点云数据建立子段模型；三维模型计算模块用于根据任意两个子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，并将若干个子段模型进行拼接建立巷道三维模型。其能够建立精准的巷道模型，准确反映巷道空间情况。
Description
技术领域
本发明涉及智能信息技术领域，具体而言，涉及一种三维巷道建模系统及方法。
背景技术
巷道是在地表与矿体之间钻凿出的各种通路，用来运矿、通风、排水、行人以及为冶金设备采出矿石新开凿的各种必要准备工程等。这些通路，统称为巷道。随着矿业信息化浪潮不断扩大和深入，矿山信息建设的深度和广度越来越大。数字矿山、智能矿山建要求将矿山的开采对象、开采工程、开采环境、开采行为等信息简捷、快速、高效的可视化与动态更新，从而与生产实践保持一致，为数字开采或智能开采提供支撑。矿山斜坡道的建模技术相对较少，当前多采用手工方法建模或使用二维平面图纸，效率低下，无法满足工程快速可视化的需求。巷道是矿山生产的动脉，担负着物资运输、通风、人员流动通道等功能，对矿山生产安全和经济效益具有直接的影响。矿山巷道分布纵横交错、错综复杂，如何立体、直观、准确地表现巷道并反映其空间关系，是巷道设计的难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三维巷道建模系统及方法，其能够建立精准的巷道模型，准确反映巷道空间情况，满足当前智能矿山和数字矿山的需求。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种三维巷道建模系统，包括巷道分段模块、标定点设定模块、激光扫描仪、子段数据处理模块和三维模型计算模块；上述巷道分段模块用于将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻上述子单元段设有重合段；上述标定点设定模块用于在上述重合段设立若干个标定点；上述激光扫描仪用于对任意一个上述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；上述子段数据处理模块用于接收若干个上述子单元段的上述三维点云数据，并根据若干个上述子单元段的上述三维点云数据分别建立子段模型；上述三维模型计算模块用于根据任意两个上述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
在本发明的一些实施例中，上述三维模型计算模块包括拼接修正模块，上述拼接修正模块用于当对两个相邻上述子单元段的上述子段模型拼接组合后，判断位于上述重合段上的多个上述标定点是否均重合，若判断均重合，则判断拼接组合完成，若判断未重合，则进行修正，直至多个上述标定点均重合为止。
在本发明的一些实施例中，上述三维巷道建模系统还包括定位设备，上述定位设备用于获取位于巷道内的标定物和上述标定点的相对位置信息，并将上述相对位置信息发送给上述三维模型计算模块，上述三维模型计算模块根据上述相对位置信息定位上述三维模型中的标定点，根据上述标定点绘制标定物。
在本发明的一些实施例中，上述三维巷道建模系统还包括在线监控终端，上述在线监控终端用于接收上述三维模型、上述三维模型中的上述标定点和上述标定物，并进行三维图像展示。
第二方面，本申请实施例提供一种三维巷道建模方法，包括以下步骤：S1：巷道分段模块将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻上述子单元段设有重合段；S2：标定点设定模块在上述重合段设立若干个标定点；S3：激光扫描仪对任意一个上述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；S4：子段数据处理模块接收若干个上述子单元段的上述三维点云数据，并根据若干个上述子单元段的上述三维点云数据分别建立子段模型；S5：三维模型计算模块根据任意两个上述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
在本发明的一些实施例中，上述三维模型计算模块包括拼接修正模块，当对两个相邻上述子单元段的上述子段模型拼接时，上述拼接修正模块判断位于上述重合段上的多个上述标定点是否均重合，若判断均重合，则判断拼接完成，若判断未重合，则进行修正，直至多个上述标定点均重合为止。
在本发明的一些实施例中，定位设备获取位于巷道内的标定物和上述标定点的相对位置信息，并将上述相对位置信息发送给上述三维模型计算模块，上述三维模型计算模块根据上述相对位置信息定位上述三维模型中的标定点，根据上述标定点绘制标定物。
在本发明的一些实施例中，在线监控终端接收上述三维模型、上述三维模型中的上述标定点和上述标定物，并进行三维图像展示。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当一个或多个程序被处理器执行时，实现如上述第二方面中任一项的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面中任一项的方法。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
第一方面，本申请实施例提供一种三维巷道建模系统，包括巷道分段模块、标定点设定模块、激光扫描仪、子段数据处理模块和三维模型计算模块；上述巷道分段模块用于将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻上述子单元段设有重合段；上述标定点设定模块用于在上述重合段设立若干个标定点；上述激光扫描仪用于对任意一个上述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；上述子段数据处理模块用于接收若干个上述子单元段的上述三维点云数据，并根据若干个上述子单元段的上述三维点云数据分别建立子段模型；上述三维模型计算模块用于根据任意两个上述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
针对第一方面，通过巷道分段模块将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，从而可以将长度较长错综复杂的巷道分段进行测绘，更加方便。相邻的子单元段设有重合段，标定点设定模块用于在重合段设定标定点，从而可以对相邻的子单元段进行识别，提高测量精准度。激光扫描仪对子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据，从而能够快捷的获取巷道内的数据。子段数据处理模块根据三维点云数据分别建立子段模型，与直接建立巷道整体模型相比，因较长距离，激光反射存在死角，建立模型不够准确，分别建立各个子单元段的子段模型，其建立的模型更加精准。三维模型计算模块用于根据子段模型上方的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。通过重合段的标定点可以实现对拼接的多个子段模型进行校准优化，从而通过设置的标定点可以保证子段模型在拼接时的准确性，保证其最后建成的巷道三维模型获得最佳的准确度。
第二方面，本申请实施例提供一种三维巷道建模方法，包括以下步骤：S1：巷道分段模块将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻上述子单元段设有重合段；S2：标定点设定模块在上述重合段设立若干个标定点；S3：激光扫描仪对任意一个上述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；S4：子段数据处理模块接收若干个上述子单元段的上述三维点云数据，并根据若干个上述子单元段的上述三维点云数据分别建立子段模型；S5：三维模型计算模块根据任意两个上述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当一个或多个程序被处理器执行时，实现如上述第二方面中任一项的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面中任一项的方法。
针对第二～第四方面，本申请实施例与第一方面的原理及有益效果相同，在此不必重复描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例一种三维巷道建模系统原理图；
图2为本发明实施例一种三维巷道建模方法流程图。
图标：101-巷道分段模块，102-标定点设定模块，103-激光扫描仪，104-子段数据处理模块，105-三维模型计算模块，106-在线监控终端，107-定位设备。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
实施例1
请参阅图1，图1所示为本申请实施例提供的一种三维巷道建模系统的原理图。
本申请实施例提供一种三维巷道建模系统，包括巷道分段模块101、标定点设定模块102、激光扫描仪103、子段数据处理模块104和三维模型计算模块105；上述巷道分段模块101用于将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻上述子单元段设有重合段；上述标定点设定模块102用于在上述重合段设立若干个标定点；上述激光扫描仪103用于对任意一个上述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；上述子段数据处理模块104用于接收若干个上述子单元段的上述三维点云数据，并根据若干个上述子单元段的上述三维点云数据分别建立子段模型；上述三维模型计算模块105用于根据任意两个上述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
上述实施例中，巷道分段模块101用于获取巷道的径深长度，并根据巷道的径深长度预设一个子段长度，然后在根据这个子段长度将巷道分为多个子单元段。其中，在进行分段时，多个子单元段设有的一个重合段，此处重合段设定规则为，当对巷道分段时，相邻下一个子单元段的起点位置从上一个子单元段的中部开始计算，从而相邻两个子单元段之间包括有一个重合段。标定点设定模块102则用于在重合端设立若干标定点，其中标定点可以为标定牌、涂画标记或标石等。在对重合段设定标定点后，可以在每个子单元段设立三维激光扫描仪103，其中，三维激光扫描仪103可以为常规已知的一种，其可以用于获取每一个子单元段内壁的三维点云数据(物体表面的点数据集合)，在将获得的三维点云数据传输给子段数据处理模块104，子段数据处理模块104根据所获得的三维点云数据快速复建出每个子单元段的子段模型，再将建立的多个子段模型发送给三维模型计算模块105，其中，三维模型计算模块105在获得多个子段模型后，三维模型计算模块105会识别子段模型对应子单元段的重合段上的标定点。当两个子段模型上的标定点相同时，则为相邻子段模型，则进行拼接，在进行多次拼接后，从而建立出巷道的整体模型。通过上述多个模块设备共同建立出的巷道三维模型精确度高，能够准确的反映出巷道的空间关系，且将巷道分为多个子段，方便进行测绘，能够避免较长的巷道的复杂环境而造成的建模误差。因巷道处于开采挖掘过程，其长度会不断加长，通过将巷道分为子单元段，从而在开采加长的长度达到预设长度后，可以建立此段的子段模型同已得到的巷道三维模型进行拼接，从而实现实时更新，避免了在巷道长度改变时，需要重新对整体进行建模的过程。
在本实施例的一些实施方式中，上述三维模型计算模块105包括拼接修正模块，上述拼接修正模块用于当对两个相邻上述子单元段的上述子段模型拼接组合后，判断位于上述重合段上的多个上述标定点是否均重合，若判断均重合，则判断拼接组合完成，若判断未重合，则进行修正，直至多个上述标定点均重合为止。
上述实施例中，在建立子段模型后，多个标定点也会对应在子段模型上。在拼接相邻的两个子单元段的子段模型时，拼接修正模块用于相邻两个子单元段上的标定点进行判断是否重合，当多个标定点均对应重合后，则拼接准确，此时完成拼接，在标定点中有未重合的点时，此时则说明拼接后的模型有误差，此时拼接修正模块会进行修正，直到多个标定点全部重合为止，其中若干个标定点的排列方式可以围绕重合段的一周设置，且沿着重合段的长度方向设置两圈，从而在判断都重合后，相邻两个子单元段在X、Y和Z轴上位置关系均准确。在实际通过三维激光扫描仪103扫描子单元段时，其通过激光反射的原理获取的三维云点数据，且因巷道内复杂环境可能无法正好精确测量到子单元段的端部，通过设置相邻两个子单元段的重合段和在重合段上的标定点，且在拼接时通过拼接修正模块进行判断，从而能够提升获得模型的精准度，保证其能够准确的表现出巷道环境。
在本实施例的一些实施方式中，上述三维巷道建模系统还包括定位设备107，上述定位设备107用于获取位于巷道内的标定物和上述标定点的相对位置信息，并将上述相对位置信息发送给上述三维模型计算模块105，上述三维模型计算模块105根据上述相对位置信息定位上述三维模型中的标定点，根据上述标定点绘制标定物。
上述实施例中，定位设备107可以为北斗定位设备107或GPS定位设备107，标定物为位于巷道内的人员或设备，其中定位设备107可以对在巷道内工作的人员、设备和标定点进行实时定位，在获取定位信息后，从而获取人员设备和不同标定点之间的相对位置关系，如人员位于第一个子单元段，其与位置距离最近的标定点的位置关系。在计算相对位置信息后，则将相对位置信息发送至三维计算模型，三维计算模型根据人员设备位于实际巷道内时与标定点的相对位置关系通过比例转换为人员设备位于三维模型内相对标定点的相对位置信息，从而能够将人员和设备在三维模型内绘制出来，从而能够进一步的完善巷道信息，实现智能化管理。
在本实施例的一些实施方式中，上述三维巷道建模系统还包括在线监控终端106，上述在线监控终端106用于接收上述三维模型、上述三维模型中的上述标定点和上述标定物，并进行三维图像展示。
上述实施例中，在线监控终端106可以为计算机，在线监控终端106设置于地面工作站，在线监控模块用于接收巷道模型和人员设备在三维模型内的位置信息，并进行三维画面展示，从而在地面的工作人员可以实时的掌握到巷道内的信息，从而方便对巷道内的人员和设备进行协调安排，提升工作效率。
实施例2
请参阅图2，图2为本发明实施例一种三维巷道建模方法流程图。其包括以下步骤：S1：巷道分段模块101将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻上述子单元段设有重合段；S2：标定点设定模块102在上述重合段设立若干个标定点；S3：激光扫描仪103对任意一个上述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；S4：子段数据处理模块104接收若干个上述子单元段的上述三维点云数据，并根据若干个上述子单元段的上述三维点云数据分别建立子段模型；S5：三维模型计算模块105根据任意两个上述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
上述实施例与实施例1的原理及有益效果相同，在此不必重复描述。
在本实施例的一些实施方式中，上述三维模型计算模块105包括拼接修正模块，当对两个相邻上述子单元段的上述子段模型拼接时，上述拼接修正模块判断位于上述重合段上的多个上述标定点是否均重合，若判断均重合，则判断拼接完成，若判断未重合，则进行修正，直至多个上述标定点均重合为止。
上述实施例与实施例1的原理及有益效果相同，在此不必重复描述。
在本实施例的一些实施方式中，定位设备107对位于巷道内的标定点和人员设备进行实时定位，根据上述标定点、上述人员设备的定位信息生成相对位置信息，并将上述相对位置信息发送给上述三维模型计算模块105，上述三维计算模型根据上述相对位置信息将上述人员设备位于巷道内的地点信息转换为上述巷道三维模型内的地点信息。
上述实施例与实施例1的原理及有益效果相同，在此不必重复描述。
在本实施例的一些实施方式中，在线监控终端106接收上述巷道三维模型和上述三维模型内的位置信息，并进行三维画面展示。
上述实施例与实施例1的原理及有益效果相同，在此不必重复描述。
实施例3
本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储一个或多个程序；处理器；当上述一个或多个程序被上述处理器执行时，实现如实施例2中任一项上述的方法。
该存储器、处理器和通信接口相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器可用于存储软件程序及模块，如本申请实施例所提供的三维巷道建模系统对应的程序指令/模块，处理器通过执行存储在存储器内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
其中，存储器可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
实施例4
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如实施例2中任一项上述的方法。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，三维巷道建模系统还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、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、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码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。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，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。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本申请实施例提供的一种三维巷道建模系统及方法，其通过巷道分段模块101将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，从而可以将长度较长错综复杂的巷道分段进行测绘，更加方便。相邻的子单元段设有重合段，标定点设定模块102用于在重合段设定标定点，从而可以对相邻的子单元段进行识别，提高测量精准度。激光扫描仪103对子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据，从而能够快捷的获取巷道内的数据。子段数据处理模块104根据三维点云数据分别建立子段模型。直接建立巷道整体模型因存在较长距离，激光反射存在死角，建立模型不够准确，分别建立各个子单元段的子段模型，其建立的模型更加精准。三维模型计算模块105用于根据子段模型上方的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个上述子段模型进行拼接组合，将若干个上述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。通过重合段的标定点可以实现对拼接的多个子段模型进行校准优化，从而通过设置的标定点可以保证子段模型在拼接时的准确性，保证其最后建成的巷道三维模型获得最佳的准确度。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种三维巷道建模系统，其特征在于，包括巷道分段模块、标定点设定模块、激光扫描仪、子段数据处理模块和三维模型计算模块；
所述巷道分段模块用于将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻所述子单元段设有重合段；
所述标定点设定模块用于在所述重合段设立若干个标定点；
所述激光扫描仪用于对任意一个所述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；
所述子段数据处理模块用于接收若干个所述子单元段的所述三维点云数据，并根据若干个所述子单元段的所述三维点云数据分别建立子段模型；
所述三维模型计算模块用于根据任意两个所述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个所述子段模型进行拼接组合，将若干个所述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
2.如权利要求1所述的一种三维巷道建模系统，其特征在于，所述三维模型计算模块包括拼接修正模块，所述拼接修正模块用于当对两个相邻所述子单元段的所述子段模型拼接组合后，判断位于所述重合段上的多个所述标定点是否均重合，若判断均重合，则判断拼接组合完成，若判断未重合，则进行修正，直至多个所述标定点均重合为止。
3.如权利要求1所述的一种三维巷道建模系统，其特征在于，还包括定位设备，所述定位设备用于获取位于巷道内的标定物和所述标定点的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送给所述三维模型计算模块，所述三维模型计算模块根据所述相对位置信息定位所述三维模型中的标定点，根据所述标定点绘制标定物。
4.如权利要求3所述的一种三维巷道建模系统，其特征在于，还包括在线监控终端，所述在线监控终端用于接收所述三维模型、所述三维模型中的所述标定点和所述标定物，并进行三维图像展示。
5.一种三维巷道建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：巷道分段模块将巷道按照预设长度划分为若干个子单元段，且任意两个相邻所述子单元段设有重合段；
S2：标定点设定模块在所述重合段设立若干个标定点；
S3：激光扫描仪对任意一个所述子单元段进行三维激光扫描获取三维点云数据；
S4：子段数据处理模块接收若干个所述子单元段的所述三维点云数据，并根据若干个所述子单元段的所述三维点云数据分别建立子段模型；
S5：三维模型计算模块根据任意两个所述子段模型上的标定点判断是否为相邻子单元段，若判断为是，则将两个所述子段模型进行拼接组合，将若干个所述子段模型进行拼接建立巷道三维模型。
6.如权利要求5所述的一种三维巷道建模方法，其特征在于，所述三维模型计算模块包括拼接修正模块，当对两个相邻所述子单元段的所述子段模型拼接组合后，所述拼接修正模块判断位于所述重合段上的多个所述标定点是否均重合，若判断均重合，则判断拼接组合完成，若判断未重合，则进行修正，直至多个所述标定点均重合为止。
7.如权利要求5所述的一种三维巷道建模方法，其特征在于，定位设备获取位于巷道内的标定物和所述标定点的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送给所述三维模型计算模块，所述三维模型计算模块根据所述相对位置信息定位所述三维模型中的标定点，根据所述标定点绘制标定物。
8.如权利要求7所述的一种三维巷道建模方法，在线监控终端接收所述三维模型、所述三维模型中的所述标定点和所述标定物，并进行三维图像展示。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储一个或多个程序；
处理器；
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求5-8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-8中任一项所述的方法。
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| CN202110970864.6A CN113744388A (zh) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | 一种三维巷道建模系统及方法 |
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