La aplicación de la encuesta Goaf de la mina de metal de escaneo láser 3D

En minería, el trabajo de levantamiento geológico y cartografía es muy importante, y la calidad de su trabajo está directamente relacionada con la efectividad y seguridad del trabajo minero. Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, se han desarrollado y utilizado muchas tecnologías avanzadas, y la tecnología de escaneo láser tridimensional tiene ventajas significativas. Tiene una alta precisión en la medición de cabos en minas de metal y realiza un control efectivo del entorno de trabajo de la minería. Proporcionar una base para la formulación y desarrollo del plan de trabajo minero.

1 tecnología de escaneo láser 3D

Esta tecnología también se denomina tecnología de copia en el mundo real. Es un tipo de alta tecnología que apareció gradualmente en la década de 1990 y se ha utilizado ampliamente en el campo de la topografía y la cartografía. En el uso de esta tecnología, el método de medición de escaneo láser de alta velocidad puede obtener información de alta resolución y de área grande, como las coordenadas (x, y, z), la reflectividad y el color (R, G, B) de cada punto. en la superficie del objeto. Obtenga rápidamente, a través de una cantidad tan grande de información de puntos densa, un modelo correspondiente de nube de puntos tridimensional de color verdadero 1: 1 se puede reconstruir rápidamente, lo que proporciona una base eficaz para el procesamiento posterior y el análisis de datos. 

Esta tecnología tiene características significativas, como rápida, eficiente, sin contacto, fuerte penetración, dinámica, digitalización, alta densidad y alta precisión, etc., que compensa efectivamente la falta de desarrollo técnico de la información espacial en esta etapa, y se da cuenta el tradicional punto único Un gran avance en el método de medición. Esta tecnología puede proporcionar información de datos de nubes de puntos tridimensionales sobre la superficie del objeto escaneado para obtener un modelo de terreno digital de alta precisión y alta resolución. 

Con el método de medición de escaneo láser de alta velocidad, los datos de coordenadas tridimensionales de la superficie del objeto que se va a medir y la información de alta resolución y de gran área, como una gran cantidad de puntos espaciales, se pueden obtener rápidamente. Es una nueva tecnología que se da cuenta de la construcción rápida de modelos de imágenes tridimensionales de objetos.

2 Principios de la tecnología de escaneo láser 3D

Esta tecnología utiliza principalmente la medición de coordenadas polares para obtener de manera efectiva los datos de las coordenadas espaciales del objeto medido. El método de escaneo tradicional es la computación en la nube, que escanea la superficie de un objeto para obtener datos tridimensionales de figuras geométricas visualizables. Esta tecnología se basa principalmente en el principio de rango láser, porque la combinación de equipo de escaneo láser 3D y equipo de rango láser objetivo y sistema de medición de ángulo puede medir rápidamente objetos en espacios complejos y objetos estrechamente relacionados con puntos láser. 

Los datos como la dirección horizontal, la intensidad de la reflexión, la distancia de inclinación, etc. se obtienen directamente, y se calculan y almacenan por sí mismos para obtener datos de nubes de puntos. Se puede medir a una distancia de más de 1000 m, y la frecuencia de escaneo puede alcanzar cientos de miles / s 

Después de eso, los datos escaneados se transmiten a la computadora a través del protocolo TCP / IP, la imagen de la escena se transmite a la computadora a través de la línea de datos USB, y luego la computadora se utiliza para procesar los datos de la nube de puntos, y luego los tres- El modelo dimensional del objeto medido está conectado con el Rediseño CAD. El principio del rango láser se muestra en la Figura 1.

3 tecnología de escaneo láser 3D en la aplicación de medición de la mina de metal

Tomando como ejemplo la industria de tungsteno de Hunan Xintianling, se analiza la aplicación de la tecnología de escaneo láser tridimensional en la medición de cabos en minas de metal. El área de esta área minera es de 7.7245m2 y el transporte es muy conveniente. Debido a las necesidades de contabilidad de producción y protección y monitoreo de áreas mineras, se debe usar tecnología de escaneo láser tridimensional para escanear y medir el goaf subterráneo, el volumen del goaf se calcula a través de los datos escaneados reales y la construcción de un Se implementa un modelo sólido tridimensional. Presentar minas subterráneas en una computadora es una base efectiva para el desarrollo digital de áreas mineras.

3.1 Disposición de la red de control en el goaf

En el uso de un escáner láser tridimensional, el sistema de coordenadas utilizado es principalmente utilizar el escáner como centro para implementar la construcción de un sistema de coordenadas independiente. Para transformar cada sistema de coordenadas independiente en un sistema de coordenadas unificado, es necesario introducir los puntos de control de coordenadas en el sistema de coordenadas medido en el área de extracción en las áreas minadas en varios lugares, y el escaneo de cada estación se puede utilizar para Con el escaneo del objetivo con coordenadas auténticas comunes, el sistema de coordenadas de los datos de la nube de puntos se puede unificar de manera efectiva, y el sistema de coordenadas de los datos de la nube de puntos y el sistema de coordenadas de la medición del área de la mina también se pueden unificar. Por lo tanto, es necesario disponer razonablemente los puntos de control de la medición alrededor de todas las cabinas subterráneas en forma de alambre de la medición de distancia fotoeléctrica a través de la estación total.

3.2 Realizar procesamiento de escaneo láser 3D

En el trabajo, esta área minera utiliza el equipo de escaneo láser Leica 3D para realizar el escaneo de cada subestación de cada goaf (ver Figura 2), y se disponen 3 objetivos en cada estación, y cada estación se escanea al mismo tiempo. 3 Se escanea y mide el objetivo y se ajusta el centro geométrico del objetivo, entonces los tres objetivos tienen una relación espacial relativa en el sistema de coordenadas independiente de los datos escaneados; Al medir las coordenadas centrales de la geometría del objetivo, los tres objetivos están en el sistema de coordenadas local y existe una relación espacial relativa. Los centros geométricos de estos tres objetivos se consideran el punto común, y el empalme de la nube de puntos de los datos de la oficina subsiguientes.Durante este período, los datos de la nube de puntos en cada estación se empalmaron y el sistema de coordenadas independiente de cada estación se convirtió en un local. sistema coordinado.

3.3 Procesamiento de datos comerciales internos

En el procesamiento de datos de oficina, incluye principalmente empalme de datos, adelgazamiento de datos, medición virtual de datos, construcción de modelo de entidad tridimensional de goaf y extracción de datos transversales.

Primero, extraiga los datos del escáner a través del software Leica y realice el procesamiento de costura en los datos escaneados e implemente los datos de la nube de cada sitio a través del objetivo de escaneo preciso del campo y las coordenadas centrales del objetivo de medición de la estación total. Para el procesamiento de empalmes, el error de empalme del objetivo de este proyecto es de 2 mm.

Debido a que los datos de la nube de puntos recopilados por el escaneo láser 3D tienen una gran cantidad de datos, esta gran cantidad de datos debe ser procesada por un software específico. En esta etapa, el software CAD y el software de topografía de uso común no pueden procesar de manera efectiva estos enormes datos de nube de puntos, por lo que, antes de importar los datos de la nube de puntos, los datos deben reducirse. Los datos se pueden reducir de acuerdo con el método de intervalo igual, que no solo puede garantizar que los datos de la nube de puntos tengan una buena precisión, sino que también reduce el impacto de datos masivos en la velocidad de procesamiento.

Después de completar el adelgazamiento de los microdatos, trate dichos datos como los datos originales y genere un modelo tridimensional a través de software profesional como 3Dmine y Cyclone. Basado en el modelo tridimensional, es posible calcular con precisión el volumen y la sección transversal del área minada, y extraer contornos y otra información requerida para proporcionar una base precisa y completa para el trabajo posterior.

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