一种采空区点云坐标修正方法技术

本发明专利技术提供一种采空区点云坐标修正方法，在获取激光扫描仪初始化的位姿参数和基准坐标的基础上，首先以与激光扫描仪所在空间直线垂直的水平空间直线为旋转轴作θ角度旋转，实现采空区水平倾斜点云坐标修正，再以激光扫描仪所在的空间直线的水平投影为旋转轴作α角度旋转，实现采空区侧向倾斜点云坐标修正。本发明专利技术通过修正点云坐标有效克服三维激光扫描仪探测采空区形成的空区点云存在水平倾斜和侧向倾斜两种不能反映真实采空区边界的问题，使修正后的点云坐标真实表达采空区真实边界，对修正的采空区点云进行三维重建形成采空区实体模型，对于采空区充填、邻近采场回采设计、矿柱爆破设计、回采贫损计算和附近工程布置等方面具有重要的参考意义。

【技术实现步骤摘要】
一种采空区点云坐标修正方法
本专利技术涉及采空区数据采集
，更具体地，涉及一种采空区点云坐标修正方法。
技术介绍
目前，矿山企业在开采地下矿产资源的时候，势必会形成采空区，采空区往往会导致地下矿山开采条件变得复杂，邻近工作区的采场和井巷维护成本增加，甚至会诱发采场顶板垮塌冒落、巷道片帮和地表凹陷等地质灾害，给矿山安全的生产带来威胁。针对这些问题，从传统的工程钻探、探地雷达、地球物理勘探等采空区探测技术，发展到目前国内外利用三维激光扫描设备获取采空区内表面的点云数据，通过采空区点云的三维重建，就能形象逼真地表达出采空区的真实形态，对于矿山邻近采场回采设计、采空区充填、矿柱爆破设计和回采贫损控制等方面具有重要的参考意义。目前应用矿山领域的三维激光扫描仪供应商有美国FARO公司、加拿大Optech公司、英国MDL公司、澳大利亚Maptek公司、北矿院矿山所和长沙迪迈。使用三维激光扫描仪探测采空区的理想操作是，在采空区入口巷垂直道架设2个支撑架，支撑架上水平固定延长杆，激光扫描仪通过延长杆伸入空区1～2米，设置扫描参数之后设备自动初始化并水平调零。通过大量采空区探测的现场经验发现，采空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1.根据采空区探测点云坐标及扫描仪的基准坐标，基于移动变换，获取采空区点云的相对坐标；S2.计算倾斜修正旋转轴的单位方向向量，基于旋转变换，获取采空区点云相对坐标的倾斜修正值；S3.根据采空区点云相对坐标的倾斜修正值，基于移动变换，获取采空区点云空间坐标。

【技术特征摘要】
1.一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1.根据采空区探测点云坐标及扫描仪的基准坐标，基于移动变换，获取采空区点云的相对坐标；S2.计算倾斜修正旋转轴的单位方向向量，基于旋转变换，获取采空区点云相对坐标的倾斜修正值；S3.根据采空区点云相对坐标的倾斜修正值，基于移动变换，获取采空区点云空间坐标。2.如权利要求1所述的一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，步骤S1还包括：基于扫描仪对采空区的探测，获取扫描仪的基准坐标(x0,y0,z0)和位姿参数、及采空区探测云点坐标3.如权利要求2所述的一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，步骤S1中，所获得的采空区点云相对扫描仪的坐标为4.如权利要求2所述的一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，所述扫描仪的位姿参数包括扫描仪的水平倾角θ、侧向倾角α及其方位角γ。5.如权利要求3所述的一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，步骤S2包括：计算采空区点云水平倾斜修正旋转轴的单位方向向量，基于旋转变换，获取采空区点云相对坐标的水平倾斜修正值；计算采空区点云侧向倾斜修正旋转轴的单位方向向量，基于旋转变换，获取采空区点云相对坐标的侧向倾斜修正值。6.如权利要求5所述的一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，所述计算水平倾斜修正旋转轴的单位方向向量包括以下步骤：根据激光扫描仪的位姿参数计算出激光扫描仪所在空间直线的单位方向向量为：获取扫描仪所在空间直线的单位方向向量的水平投影单位向量为：基于右手定律，获取水平倾斜修正旋转轴的单位方向向量为：7.如权利要求6所述的一种采空区点云坐标修正方法，其特征在于，所述获取采空区点云相对坐标的水平倾斜修正值的方法为：将水平倾斜修正旋转轴单位方向向量和水平倾角θ代入旋转矩阵：

【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，齐飞祥，刘金路，温小平，席海涛，
申请(专利权)人：长沙迪迈数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43