一种基于三维点云的煤堆体积计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其技术方案要点是：包括以下步骤：步骤一.计算三维点云数据：工作人员操作测量设备沿测量煤堆的最底层运动一周，得到测量煤堆的测量数据，然后根据测量数据计算出煤堆的三维点云数据；步骤二.建立勘测坐标系：以实地数据勘测时的起点为GPS的相位中心，再以相位中心为原点建立勘测坐标系，然后以水平正北为Y轴，Z轴沿重力铅垂线向上，X轴垂直与Y轴指向正东建立三维坐标系；达到勘测数据准确性高，测量得出体积稳定性优越，通过多次实地勘测数据保障高可靠性勘测体积的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维点云的煤堆体积计算方法
本专利技术属于测量领域，具体涉及一种基于三维点云的煤堆体积计算方法。
技术介绍
煤为不可再生的资源，在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。在实际工作过程中，煤矿生产过程中产生大量堆放的原煤，因此需要对煤堆体积进行测量，从而掌握煤炭存量的具体数值，便于煤炭生产单位安排未来的生产、销售以及运输事务。可参考公开号为CN107133434A的中国专利，其公开了一种泥石流临界体积浓度的计算方法，该方法通过震区泥石流沟的野外调查手段，确定震区泥石流沟的泥石流固体容重γS，水体的容重γW，泥石流沟道坡度α，泥石流沟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一.计算三维点云数据：工作人员操作测量设备沿测量煤堆的最底层运动一周，得到测量煤堆的测量数据，然后根据测量数据计算出煤堆的三维点云数据；/n步骤二.建立勘测坐标系：以实地数据勘测时的起点为GPS的相位中心，再以相位中心为原点建立勘测坐标系，然后以水平正北为Y轴，Z轴沿重力铅垂线向上，X轴垂直与Y轴指向正东建立三维坐标系；/n步骤三.构建三维模型：将步骤一勘测的三维点云数据显示到步骤二建立的三维坐标系中构建待检测煤堆的三维模型，最后通过三维模型计算出煤堆的勘测体积；/n步骤四.重复数据检验：重复步骤一多次，分别得出多组测量...

【技术特征摘要】
1.一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一.计算三维点云数据：工作人员操作测量设备沿测量煤堆的最底层运动一周，得到测量煤堆的测量数据，然后根据测量数据计算出煤堆的三维点云数据；
步骤二.建立勘测坐标系：以实地数据勘测时的起点为GPS的相位中心，再以相位中心为原点建立勘测坐标系，然后以水平正北为Y轴，Z轴沿重力铅垂线向上，X轴垂直与Y轴指向正东建立三维坐标系；
步骤三.构建三维模型：将步骤一勘测的三维点云数据显示到步骤二建立的三维坐标系中构建待检测煤堆的三维模型，最后通过三维模型计算出煤堆的勘测体积；
步骤四.重复数据检验：重复步骤一多次，分别得出多组测量煤堆的三维点云数据，然后依次通过多组三维点云数据值建立多组三维模型，从而得出多组煤堆勘测体积，最后将所有计算出的煤堆勘测体积相加除以实地勘测次数得到煤堆最终勘测体积。


2.根据权利要求1所述的一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其特征在于：所述步骤四中使用的函数方程式包括：



式中X代表煤堆勘测体积值，n代表实地勘测次数，代表最终得到的煤堆勘测体积。


3.根据权利要求1所述的一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其特征在于：所述测量设备包括激光扫描仪以及用于承载所述激光扫描仪的智能移动车。


4.根据权利要求1所述的一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其特征在于：所述步骤一中设定所述测量设备任一测量点的测距为S，扫描角为θ，则该测量点在所述三维坐标系中的坐标为：



式中Rn为安置角转换矩阵，为所述测量设备中心相对所述三维坐标系中心的偏心量坐标值。


5.根据权利要求4所述的一种基于三维点云的煤堆体积计算方法，其特征在于：所述安置角转换矩阵Rn的公式包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，李强，周宏斌，张泽巍，刘忻，刘亚伟，林忠朋，赵美玉，于洋，
申请(专利权)人：华电淄博热电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37