【技术实现步骤摘要】
一种基于三维点云的巷道超欠挖检测方法及系统
[0001]本专利技术涉及巷道施工
，尤其涉及一种基于三维点云的巷道超欠挖检测方法及系统。
技术介绍
[0002]在巷道施工过程中，掘进时难以避免遇到断面超欠挖的情况，为有效控制超挖欠挖，保证施工进度，控制施工成本，巷道断面超欠挖检测是施工过程中不可或缺的关键环节。巷道超挖欠挖是以设计的巷道开挖轮廓线为基准线，实际开挖获得的断面在基准线以外的部分为超挖，在基准线以内的部分则称为欠挖。超挖带来的后果是回采巷道会造成后期回采的过程中超前支护浪费材料，同时支护效果不好，存在安全隐患。欠挖后果是可能在后期工作中在运输、行人还有支护上造成更大的麻烦，甚至有时候需要再次爆破进行修正，同样的浪费材料和人力。
[0003]中国专利“CN109598714A”提出了一种基于图像三维重建及网格曲面的隧道超欠挖检测方法，通过照片三维重建得到隧道真实开挖轮廓曲面，并通过与网格化的隧道设计开挖轮廓曲面进行对比，得到隧道超欠挖检测情况。但在巷道环境中，光照情况较差，这会严重影响采集数据这一环节，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三维点云的巷道超欠挖检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采用巷道三维重建方法得到三维重建后的巷道点云数据，并同时获得巷道设计要求的模型点云数据；步骤2：将三维重建后的巷道点云数据与巷道设计要求的模型点云数据进行配准对齐；步骤3：将两个巷道点云数据从直角坐标系转换成柱坐标系；步骤4：根据坐标转换后设定的点云的Z轴坐标数值与极角数值给点云划分栅格，储存每个点云数据相应坐标的极径数值并作差，得到超欠挖点坐标。2.根据权利要求1所述的基于三维点云的巷道超欠挖检测方法，其特征在于，所述将三维重建后的巷道点云数据与巷道设计要求的模型点云数据进行配准对齐时，以巷道设计要求的模型点云数据中的地面和巷道的中心线为配准基准。3.根据权利要求1所述的基于三维点云的巷道超欠挖检测方法，其特征在于，所述将三维重建后的巷道点云数据与巷道设计要求的模型点云数据进行配准对齐采用基于地面与墙面为特征的最近点迭代配准算法ICP进行配准。4.根据权利要求3所述的基于三维点云的巷道超欠挖检测方法，其特征在于，所述采用基于地面与墙面为特征的最近点迭代配准算法ICP进行配准的过程如下：S1：设定一个墙面高度值作为提取阈值；S2：根据提取的阈值，对三维重建后的巷道点云数据与巷道设计要求的模型点云数据中的地面和部分墙体采用直通滤波算法进行分割；S3：将分割后的巷道设计要求的点云数据与实际三维重建后的巷道点云数据采用最近点迭代配准算法ICP进行配准，得到两片姿态一致的点云。5.根据权利要求1所述的基于三维点云的巷道超欠挖检测方法，其特征在于，所述步骤4的过程如下：步骤4.1：设定纵向分割值，沿柱坐标系的Z轴对配准后的两点云数据进行纵向分割；步骤4.2：设定横向分割值，以极点为基准根据极角度数对配准后的两点云数据进行横向分割；步骤4.3：以Z轴坐标与极角为唯一坐标存储栅格中点云数据对应坐标的极径，即每个点云数据由三个数据组成：极径ρ、极角θ以及z轴长度；步骤4.4：将同一栅格之中的巷道设计要求模型点云数据与三维重建后的巷道点云数据的极径作差，即计算ρ
极径差值
＝ρ
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