综采工作面三维激光扫描建模关键技术研究
荣耀1
曹琼1
安晓宇1
温亮2
赵云飞2
1.北京天玛智控科技股份有限公司,北京 1013992.国家能源集团神东煤炭集团公司,陕西榆林 719315
摘要：根据综采工作面三维激光扫描模型中煤壁与顶板交线信息,采煤机可自动调整滚筒截割高度,实现煤炭精准开采.现有技术实现了基于工作面激光点云的割煤顶板线自动提取,但提取结果不能直接应用于数字化自主割煤.针对该问题,提出了综采工作面三维激光扫描建模总体方案,并对煤壁与顶板交线提取、标靶球检测、点云拼接及坐标转换等关键技术进行了研究,实现了三维地质坐标系下煤壁与顶板交线信息的近实时获取,该信息可直接发送给采煤机滚筒,为采煤机下一刀截割提供数据参考.通过巡检机器人完成工作面扫描,获取巡检点云;基于煤壁与顶板交线的曲率特性,采用弦法向量法对煤壁与顶板交线进行粗提取;引入数据点法向量与邻域点法向量的夹角信息,通过阈值排除明显的非煤壁与顶板交线点.由于巡检点云与提取的交线信息均位于局部坐标系,通过定位标靶球检测和配准,完成机头点云、机尾点云与巡检点云的拼接,得到工作面联合点云.根据定位标靶球的三维地质坐标与局部坐标,得到坐标间的转换关系,通过坐标转换将联合点云转换到三维地质坐标系下,从而得到三维地质坐标系下的煤壁与顶板交线信息.井下工业性试验结果表明,采用综采工作面三维激光扫描技术提取煤壁与顶板交线的误差在10 cm以内,所有采样点中误差小于4 cm的采样点占比为50％,误差小于8 cm的采样点占比为96.67％.
关键词：智能开采透明工作面自适应采煤三维激光扫描交线提取标靶球检测点云拼接
分类号：TD421(矿山机械)
资助基金：北京天玛智控科技股份有限公司科研项目(2021TM004-C1)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2021-TD-QN005)
论文发表日期：2022-10-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 82-87 )
英文信息