基于改进投影积分法的煤矸石点云体积测量方法研究
孟祥林
黄天龙
陈凯云
王妍玮
黑龙江科技大学机械工程学院,黑龙江哈尔滨 150027;黑龙江科技大学黑龙江省三维光学测量与检测重点实验室,黑龙江哈尔滨 150027
摘要：煤矸石形态复杂、表面粗糙且尺寸差异显著,在动态输送场景下,易受反光、遮挡及运动不同步等因素影响,导致线激光条纹断裂或偏移,引发点云采样缺失与体积测量误差.针对该问题,提出一种基于改进投影积分法的煤矸石点云体积测量方法.采用随机采样一致性(RANSAC)算法拟合主平面,并结合空间过滤准则有效剔除输送带背景与噪声;基于法向与曲率约束开展区域生长初分割,并引入多因素聚类机制消除过分割干扰,实现粘连目标的精准实例分割;针对线激光相机的垂直扫描视角与煤矸石的不规则自然形态导致的底部区域存在严重的自遮挡现象,提出一种融合法向垂足投影与统一密度填充的底面补全策略,结合二维凹包或椭圆拟合重建闭合底面轮廓;在传统投影积分中引入凹包边界消除空网格冗余,利用中位数准则剔除高度离群点,并结合径向扇区并行策略提升整体计算效率与抗噪性能.实验结果表明:煤矸石体积计算的整体平均相对误差仅为8.92％,在20％的最大容许误差标准下达标率达95.89％;在同一矸石的多姿态翻转测试中,体积计算的平均相对误差仅为 5.7％.
关键词：煤矸石点云体积计算投影积分法点云分割底面补全凹包法
分类号：TD67(矿山电工)
资助基金：黑龙江省重点研发计划项目(GA23A910)黑龙江省重点研发计划项目(JD2023SJ25)新一轮黑龙江省双一流学科协同创新成果项目(LJGXCG2023-012)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-04-07（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 152-162 )
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