井下巷道的采掘控制方法、控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种井下巷道的采掘控制方法、一种井下巷道的采掘控制系统、一种计算机装置和一种计算机可读存储介质。控制方法包括：实时获取由三维激光扫描装置采集到的巷道轮廓的第一点云数据和巷道内的采掘设备的第二点云数据，根据第一点云数据和第二点云数据建立巷道与采掘设备的三维空间模型；将三维空间模型转换成空间模拟图像，根据空间模拟图像控制采掘设备进行工作。通过该技术方案，可以实现不受巷道内粉尘的影响，得到准确清晰的巷道内轮廓的模拟图像和精确的采掘装置位置坐标，进而实现高效精准的远程采掘控制，避免人员在恶劣环境下工作的同时，提高井下采掘的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
井下巷道的采掘控制方法、控制系统
本专利技术涉及井下采掘
，具体而言，涉及一种井下巷道的采掘控制方法，一种井下巷道的采掘控制系统，一种计算机装置和一种计算机可读存储介质。
技术介绍
目前，在相关技术中，多数煤矿自动化和智能化水平较低，大多数煤矿开采为人工操作，人身安全受到极大威胁。对于有些较为先进大型煤矿，会在掘进机上增加远程操作系统，使工作人员可以通过遥控器远程操作设备，比如增加摄像仪、陀螺仪、航姿仪等设备来定位掘进机，以此实现远程采掘，但井下粉尘大，会极大地摄像仪的拍摄效果，且使用陀螺仪和航姿仪来定位掘进机的效果不理想，无实现精准定位，导致目前的远程遥控采掘方法效率很低，同时上述现有方案都无法实现自动截割开采，因此亟需一种能解决上述问题，以实现井下远程控制地自动化采掘。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的第一方面提出一种井下巷道的采掘控制方法。本专利技术的第二方面提出一种井下巷道的采掘控制系统。本专利技术的第三方面提出一种计算机装置。本专利技术的第四方面提出一种计算机可读存储介质。有鉴于此，本专利技术的第一方面提供了一种井下巷道的采掘控制方法，巷道顶部设置有三维激光扫描装置，控制方法包括：实时获取由三维激光扫描装置采集到的巷道轮廓的第一点云数据和巷道内的采掘设备的第二点云数据，根据第一点云数据和第二点云数据建立巷道与采掘设备的三维空间模型；将三维空间模型转换成空间模拟图像，根据空间模拟图像控制采掘设备进行工作。在该技术方案中，将三维激光扫描装置应用于井下巷道的采掘工作中，实时获取三维激光扫描装置采集到的井下巷道轮廓的第一点云数据和巷道内采掘设备的第二点云数据，并根据第一点云数据和第二点云数据建立包括巷道内轮廓与采掘设备位置、姿态等信息的三维空间模型。使用软件将三维空间模型转换成所需的空间模拟图像，以使地上的操控人员可以根据空间模拟图像直观地获取巷道的内轮廓形状、采掘设备所处的位置和姿态等信息，进而远程遥控采掘设备进行工作。通过该技术方案，可以实现不受巷道内粉尘的影响，得到准确清晰的巷道内轮廓的模拟图像和精确的采掘装置位置坐标，进而实现高效精准的远程采掘控制，避免人员在恶劣环境下工作的同时，提高井下采掘的工作效率。具体地，在井下巷道的顶部、采掘设备的上方安装三维激光扫描装置和无线通讯收发装置，三维激光扫描装置实时扫描巷道的内轮廓的第一点云数据和采掘设备的第二点云数据，通过无线通讯收发装置将得到的点云数据发送至地面的远程操控终端的计算机。计算机通过软件算法，利用接收到的点云数据建立包括巷道的内轮廓形状和采掘设备所处位置坐标及采掘设备姿态信息的三维空间模型，利用三维空间模型进一步处理得到直观的空间模拟图像，地面的工作人员可通过观察模拟图像直观、精准地利用无线通讯技术远程遥控采掘设备进行工作，使工作人员完全脱离环境恶劣、危险的井下作业环境，保证工作人员人身安全的同时提高采掘工作的效率。另外，本专利技术提供的上述技术方案中的井下巷道的采掘控制方法还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，优选地，井下巷道的采掘控制方法还包括：获取三维空间模型中的巷道截面数据；将巷道截面数据与预设巷道截面数据进行比较，根据比较结果确定待采掘坐标信息，以控制采掘设备按照待采掘坐标信息和预设采掘工艺数据进行工作。在该技术方案中，通过三维空间模型获取巷道的截面数据，将截面数据与预设巷道界面数据进行比较，以确定待采掘的位置的坐标信息，进一步控制采掘设备按照待采掘坐标信息和预设采掘工艺数据进行工作，以使采掘作业严格按照图纸设计的方案进行。在上述任一技术方案中，优选地，井下巷道的采掘控制方法还包括：获取三维空间模型中的巷道的截面图形；将截面图形与预设巷道截面图形按照预设条件转换后进行比对；当比对结果相一致时，按照空间模拟图像和预设采掘工艺数据控制采掘设备进行工作；当比对结果不一致时，确定超挖点坐标信息和欠挖点坐标信息，以控制采掘设备进行工作。在该技术方案中，在三维空间模型中截取巷道的截面图形，将截面图形与预设巷道截面图形，即图纸设计的巷道图形按照预设条件转换后进行比对，以确定当前巷道是否与图纸设计的巷道完全吻合，当对比结果一致时，即按照空间模拟图像和预设采掘工艺数据控制采掘设备继续进行工作；当对比结果不一致时，说明采掘工作出现了偏差，此时通过比对结果定位超挖点和欠挖点的坐标信息，以控制采掘设备根据超挖点坐标信息和欠挖点坐标信息对采掘工作进行修正，以保证采掘工作的准确性。其中，按照预设条件转换图形，是指将获取的巷道的截面图形按照与预设巷道截面图形相同的比例进行转换，进而保证对比结果的准确性。在上述任一技术方案中，优选地，井下巷道的采掘控制方法还包括：实时更新三维空间模型和空间模拟图像，形成三维模拟动画。在该技术方案中，随着采掘设备工作的进行，采掘设备的位置、姿态以及巷道的内轮廓形状都会产生变化，实时获取点云数据并更新三维空间模型和空间模拟图像，并组成连贯的三维模拟动画，以使工作人员可以详尽的掌握巷道采掘的过程，通过三维模拟动画确认采掘过程中每一个时间点巷道与采掘设备的状态。在上述任一技术方案中，优选地，井下巷道的采掘控制方法还包括：在采掘作业结束后，将三维空间模型和模拟图像整合为巷道的模拟数据，并保存模拟数据。在该技术方案中，在采掘作业结束后，将实时获取的全部三维空间模型和模拟图像整合为巷道的模拟数据并保存，以完成采掘作业全部过程的详尽实时数据的备案，以供后续工作中随时调取查阅。本专利技术第二方面提供了一种采掘控制系统，巷道顶部设置有三维激光扫描装置，控制系统包括：建模单元和第一控制单元；建模单元用于实时获取由三维激光扫描装置采集到的巷道轮廓的第一点云数据和巷道内的采掘设备的第二点云数据，根据第一点云数据和第二点云数据建立巷道与采掘设备的三维空间模型；第一控制单元用于将三维空间模型转换成空间模拟图像，根据空间模拟图像控制采掘设备进行工作。在该技术方案中，将三维激光扫描装置应用于井下巷道的采掘工作中，实时获取三维激光扫描装置采集到的井下巷道轮廓的第一点云数据和巷道内采掘设备的第二点云数据，并根据第一点云数据和第二点云数据建立包括巷道内轮廓与采掘设备位置、姿态等信息的三维空间模型。使用软件将三维空间模型转换成所需的空间模拟图像，以使地上的操控人员可以根据空间模拟图像直观地获取巷道的内轮廓形状、采掘设备所处的位置和姿态等信息，进而远程遥控采掘设备进行工作。通过该技术方案，可以实现不受巷道内粉尘的影响，得到准确清晰的巷道内轮廓的模拟图像和精确的采掘装置位置坐标，进而实现高效精准的远程采掘控制，避免人员在恶劣环境下工作的同时，提高井下采掘的工作效率。在上述技术方案中，优选地，井下巷道的采掘控制系统还包括：第一获取单元、第一比较单元和第二控制单元；第一获取单元用于获取三维空间模型中的巷道截面数据；第一比较单元用于将巷道截面数据与预设巷道截面数据进行比较；第二控制单元用于根据比较结果确定待采掘坐标信息，控制采掘设备按照待采掘坐标信息和预设采掘工艺数据进行工作。在该技术方案中，通过三维空间模型获取巷道的截面数据，将截面数据与预设巷道界面数据进行比较，以确定待采掘的位置的坐标信息，进一步控制采掘设备按照待采掘坐标信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下巷道的采掘控制方法，所述巷道顶部设置有三维激光扫描装置，其特征在于，所述控制方法包括：实时获取由所述三维激光扫描装置采集到的所述巷道轮廓的第一点云数据和所述巷道内的采掘设备的第二点云数据，根据所述第一点云数据和所述第二点云数据建立所述巷道与所述采掘设备的三维空间模型；将所述三维空间模型转换成空间模拟图像，根据所述空间模拟图像控制所述采掘设备进行工作。

【技术特征摘要】
1.一种井下巷道的采掘控制方法，所述巷道顶部设置有三维激光扫描装置，其特征在于，所述控制方法包括：实时获取由所述三维激光扫描装置采集到的所述巷道轮廓的第一点云数据和所述巷道内的采掘设备的第二点云数据，根据所述第一点云数据和所述第二点云数据建立所述巷道与所述采掘设备的三维空间模型；将所述三维空间模型转换成空间模拟图像，根据所述空间模拟图像控制所述采掘设备进行工作。2.根据权利要求1所述的井下巷道的采掘控制方法，其特征在于，还包括：获取所述三维空间模型中的巷道截面数据；将所述巷道截面数据与预设巷道截面数据进行比较；根据比较结果确定待采掘坐标信息，以控制所述采掘设备按照所述待采掘坐标信息和预设采掘工艺数据进行工作。3.根据权利要求1所述的井下巷道的采掘控制方法，其特征在于，还包括：获取所述三维空间模型中的巷道的截面图形；将所述截面图形与预设巷道截面图形按照预设条件转换后进行比对；当比对结果相一致时，按照所述空间模拟图像和预设采掘工艺数据控制所述采掘设备进行工作；当所述比对结果不一致时，确定超挖点坐标信息和欠挖点坐标信息，以控制所述采掘设备进行工作。4.根据权利要求1至3中任一项所述的井下巷道的采掘控制方法，其特征在于，还包括：实时更新所述三维空间模型和所述空间模拟图像，形成三维模拟动画。5.根据权利要求1至3中任一项所述的井下巷道的采掘控制方法，其特征在于，还包括：在采掘作业结束后，将所述三维空间模型和所述空间模拟图像整合为所述巷道的模拟数据，并保存所述模拟数据。6.一种井下巷道的采掘控制系统，所述巷道顶部设置有三维激光扫描装置，其特征在于，所述控制系统包括：建模单元，用于实时获取由所述三维激光扫描装置采集到的所述巷道轮廓的第一点云数据和所述巷道内的采掘设备的第二点云数据，根据所述第一点云数据和所述第二点云数据建立所述巷道与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷晓黎，
申请(专利权)人：三一重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21