A aplicação do 3D Laser Scanning Metal Mine Goaf Survey

Na mineração, o trabalho de levantamento geológico e mapeamento é muito importante, e a qualidade do seu trabalho está diretamente relacionada à eficácia e segurança do trabalho de mineração. Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, muitas tecnologias avançadas foram desenvolvidas e usadas, e a tecnologia de varredura a laser tridimensional tem vantagens significativas. Possui alta precisão na medição de goafs em minas de metal e realiza o controle efetivo do ambiente de trabalho da mineração. Fornece uma base para a formulação e desenvolvimento do plano de trabalho de mineração.

1 tecnologia de digitalização a laser 3D

Essa tecnologia também é chamada de tecnologia de cópia do mundo real. É um tipo de alta tecnologia que apareceu gradualmente na década de 1990 e tem sido amplamente utilizado na área de levantamento topográfico e mapeamento. No uso desta tecnologia, o método de medição de varredura a laser de alta velocidade pode realizar informações de alta resolução e de grande área, como as coordenadas (x, y, z), refletividade e cor (R, G, B) de cada ponto na superfície do objeto. Obtenha rapidamente, por meio de uma quantidade tão grande de informações de pontos densos, um modelo correspondente de nuvem de pontos tridimensionais de cores reais 1: 1 pode ser rapidamente reconstruído, o que fornece uma base eficaz para processamento e análise de dados subsequentes. 

Esta tecnologia possui características significativas, tais como rápida, eficiente, sem contato, forte penetração, dinâmica, digitalização, alta densidade e alta precisão, etc., o que efetivamente compensa a falta de desenvolvimento técnico da informação espacial nesta fase, e percebe o tradicional ponto único Um avanço no método de medição. Esta tecnologia pode fornecer informações de dados de nuvem de pontos tridimensionais na superfície do objeto digitalizado para obter um modelo digital de terreno de alta precisão e alta resolução. 

Com o método de medição de varredura a laser de alta velocidade, os dados de coordenadas tridimensionais da superfície do objeto a ser medido e informações de alta resolução e de grande área, como um grande número de pontos espaciais, podem ser obtidas rapidamente. É uma nova tecnologia que realiza a construção rápida de modelos de imagens tridimensionais de objetos.

2 Princípios da tecnologia de digitalização a laser 3D

Esta tecnologia usa principalmente a medição de coordenadas polares para obter efetivamente os dados das coordenadas espaciais do objeto medido. O método de varredura tradicional é a computação em nuvem, que varre a superfície de um objeto para obter dados tridimensionais de figuras geométricas exibíveis. Essa tecnologia se baseia principalmente no princípio de alcance do laser, porque a combinação de equipamento de varredura a laser 3D e equipamento de alcance de laser alvo e sistema de medição de ângulo pode medir rapidamente objetos em espaços complexos e objetos intimamente relacionados a pontos de laser. 

Dados como direção horizontal, intensidade de reflexão, distância inclinada, etc. são obtidos diretamente e são calculados e armazenados por eles mesmos para obter dados de nuvem de pontos. Pode ser medido a uma distância de mais de 1000m, e a frequência de varredura pode chegar a centenas de milhares / s 

Depois disso, os dados digitalizados são transmitidos ao computador por meio do protocolo TCP / IP, a imagem da cena é transmitida ao computador por meio da linha de dados USB e, em seguida, o computador é usado para processar os dados da nuvem de pontos e, em seguida, os três o modelo dimensional do objeto medido está conectado ao Redesenho do CAD. O princípio da variação do laser é mostrado na Figura 1.

3 Tecnologia de digitalização a laser 3D na aplicação de medição do goaf de minas de metal

Tomando a Hunan Xintianling Tungsten Industry como exemplo, a aplicação da tecnologia de varredura a laser tridimensional na medição de goafs em minas de metal é analisada. A área desta área de mineração é de 7.7245m2, e o transporte é muito conveniente. Devido às necessidades de contabilidade de produção e proteção e monitoramento de áreas de mineração, a tecnologia de varredura a laser tridimensional deve ser usada para escanear e medir o goaf subterrâneo, o volume do goaf é calculado através dos dados reais escaneados, e a construção de um modelo sólido tridimensional é implementado. Apresentar minas subterrâneas em um computador é uma base eficaz para o desenvolvimento digital de áreas de mineração.

3.1 Layout da rede de controle no goaf

No uso de um scanner a laser tridimensional, o sistema de coordenadas usado é principalmente usar o scanner como o centro para implementar a construção de um sistema de coordenadas independente. Para transformar cada sistema de coordenadas independente em um sistema de coordenadas unificado, é necessário introduzir os pontos de controle de coordenadas no sistema de coordenadas medido na área de mineração para as áreas mineradas em vários lugares, e a varredura de cada estação pode ser usada para Com a varredura de alvo com coordenadas autênticas comuns, o sistema de coordenadas dos dados da nuvem de pontos pode ser efetivamente unificado, e o sistema de coordenadas dos dados da nuvem de pontos e o sistema de coordenadas da medição da área da mina também podem ser unificados. Portanto, é necessário arranjar razoavelmente os pontos de controle da medição ao redor de todos os goafs subterrâneos na forma de fio da medição da distância fotoelétrica através da estação total.

3.2 Realizar o processamento de digitalização a laser 3D

No trabalho, esta área de mineração usa o equipamento Leica 3D de varredura a laser para realizar varredura de subestação de cada goaf (ver Figura 2), e 3 alvos são dispostos em cada estação, e cada estação é escaneada ao mesmo tempo. 3 O alvo é escaneado e medido e o centro geométrico do alvo é ajustado, então os três alvos têm uma relação espacial relativa no sistema de coordenadas independente dos dados escaneados; Ao medir as coordenadas centrais da geometria do alvo, os três alvos estão no sistema de coordenadas local e há uma relação espacial relativa. Os centros geométricos desses três alvos são considerados como o ponto comum, e a união de nuvem de pontos dos dados de escritório subsequentes. Durante este período, os dados de nuvem de pontos em cada estação foram unidos e o sistema de coordenadas independente de cada estação foi convertido em um local sistema de coordenadas.

3.3 Processamento de dados internos de negócios

No processamento de dados de escritório, inclui principalmente splicing de dados, afinamento de dados, medição virtual de dados, construção de modelo de entidade tridimensional de goaf e extração de dados em corte transversal.

Primeiro, extraia os dados do scanner por meio do software Leica, execute o processamento de costura nos dados digitalizados e implemente os dados da nuvem de cada local por meio do alvo de varredura preciso do campo e das coordenadas centrais do alvo de medição da estação total. Para processamento de emenda, o erro de emenda do alvo deste projeto está dentro de 2 mm.

Como os dados de nuvem de pontos coletados pela digitalização a laser 3D possuem uma grande quantidade de dados, essa enorme quantidade de dados precisa ser processada por um software específico. Neste estágio, o software CAD comumente usado e o software de levantamento não podem processar efetivamente esses enormes dados de nuvem de pontos, portanto, antes de importar os dados de nuvem de pontos, os dados devem ser reduzidos. Os dados podem ser reduzidos de acordo com o método de intervalo igual, o que pode não apenas garantir que os dados da nuvem de pontos tenham boa precisão, mas também reduzir o impacto de dados massivos na velocidade de processamento.

Depois de concluir o afinamento dos microdados, trate esses dados como os dados originais e gere um modelo tridimensional por meio de um software profissional como 3Dmine e Cyclone. Com base no modelo tridimensional, é possível calcular com precisão o volume e a seção transversal da área minerada e extrair contornos e várias outras informações necessárias para fornecer uma base precisa e abrangente para o trabalho subsequente.

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