【技术实现步骤摘要】
煤矿井下开采工作面三维模型还原方法
[0001]本专利技术涉及煤炭开采自动化
，尤其是涉及煤矿井下开采工作面三维模型还原方法。
技术介绍
[0002]煤矿井下的无人化开采是煤炭行业发展的必然趋势，其不仅可以提高煤炭开采效率，也为煤矿井下安全生产提供了重要保障。但要实现这一目标，仍然面临诸多难点，其中对煤矿井下开采工作面设备状态的感知并实时反馈，是该目标中的一项重要环节。目前，开采工作面多采用视频监控系统，通过传回的视频信息实现对开采工作面运行状况的检测。然而，煤矿井下环境复杂，光线较弱，并且煤炭开采过程中粉尘、水雾较大，导致监控设备捕捉到的视觉信息清晰度较差，从而影响工作人员对工作面情况的判断与监控。同时，由于开采工作面较长且需要检测的关键信息较多，需要安装足够多的摄像头才能满足监控要求，这不仅提高了成本，也为后期清理维护带来了额外的工作量。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的在于提供一种煤矿井下开采工作面三维模型还原方法，以实现工作人员对开采工作面的远程监控。
[0004]为实现上述目的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下开采工作面三维模型还原方法，其特征在于：包括下述步骤：S1，通过对采煤机、刮板运输机和液压支架的动作部件进行扫描测量，获取所述采煤机、刮板运输机和液压支架的数字化信息；利用Unity3D开发平台数据仿真软件对采煤机、刮板运输机和液压支架的各动作部件进行三维还原，绘制出采煤机、刮板运输机和液压支架的三维仿真模型；按照采煤机、刮板运输机和液压支架的装配规则及动作规则进行拼接，为各个所述动作部件提供相应的数据点接口，用以数据驱动各个动作部件；S2，在Unity3D开发平台数据仿真软件中，根据实际开采工作面建立三维虚拟空间模型，在所述三维虚拟空间模型的坐标系中，依据所述实际开采工作面的需求添加虚拟液压支架数量，并按照实际开采工作面采煤机、刮板运输机和液压支架的实际空间位置进行摆放；依据采煤机、刮板运输机和液压支架之间的相互依赖关系对逻辑结构进行设计，用以满足后续数据驱动时的动作需求；S3，在液压支架的底座、连杆、尾梁、顶梁以及护帮板上安装倾角传感器，对液压支架姿态信息进行采集；在液压支架的立柱上安装红外接收装置，通过与红外发射装置配合确定采煤机所在位置对应的液压支架编号；在液压支架立柱底端安装压力传感器对顶梁压力进行检测；在所述底座中的推移千斤顶内部安装位移传感器，用以检测推溜和移架距离；在采煤机机身和左右摇臂之间安装轴编码器，用以测量摇臂与采煤机机身之间的夹角；在采煤机机身中间部位安装红外发射装置，通过其与所述红外接收装置相互配合确定采煤机位置；在采煤机和刮板运输机连接处安装位置编码器，用以测量采煤机在刮板运输机所提供的轨道上行走距离；通过电流检测装置检测采煤机和刮板运输机的工作电流；S4，主控计算机和支架控制器实时接收所述各倾角传感器、红外发射和红外接收装置、压力传感器、位移传感器、轴编码器、位置编码器和电流检测装置所采集的数据并进行去噪、计算处理，从而得到用来驱动三维虚拟空间模型的驱动数据；S5，将所述驱动数据与三维虚拟空间模型中的虚拟采煤机、虚拟刮板运输机和虚拟液压支架相应驱动数据点进行绑定；当煤矿井下实际开采工作面进行动作时，所述主控计算机和各支架控制器实时将驱动数据反馈给三维虚拟空间模型，控制所述三维仿真模型中相应的虚拟采煤机、虚拟刮板运输机和虚拟液压支架进行同样的动作，从而实时反映煤矿井下实际开采工作面的真实状态。2.根据权利要求1所述的煤矿井下开采工作面三维模型还原方法，其特征在于：所述三维虚拟空间模型所需的数据点如下：a、采煤机位置数据点：所述红外接收装置等间距分别安装在每台液压支架上，间距设定为，当编号为的所述液压支架接收到采煤机发射的红外信号后，对采煤机位置编码器所采集的脉冲数置零；所述采煤机继续行走，采煤机位置编码器开始对脉冲进行计数，利用齿轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国威，李权，马勇超，席亚飞，朱朋飞，李红卫，
申请(专利权)人：郑州煤矿机械集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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