适用于多种通道全断面式扫描测风方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于多种通道全断面式扫描测风方法、系统及存储介质，包括以下步骤：S1、通过三维扫描仪对通风通道进行三维数据检测，并建立通风通道的三维模型；S2、根据通风通道三维模型选取适配扫描方式模型,并根据选取扫描方式模型对三维模型进行扫描测风模拟，得到控制数据；S3、根据选取的适配扫描方式模型在通风通道断面对应内壁上建立全断面扫描测风系统，并对系统内的对射式扫描测风传感器组进行自对准纠偏模块调校及开启；S4、将扫描测风模拟过程中的控制数据同步至全断面扫描测风系统的控制模块，同时将测风数据结果同步至通风通道的三维模型进行数据分析和记录。本发明专利技术可以适用于对多种通风通道进行全断面扫描测风。扫描测风。扫描测风。

【技术实现步骤摘要】
适用于多种通道全断面式扫描测风方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及矿井通风检测
，尤其涉及适用于多种通道全断面式扫描测风方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]矿井通风的目的是在动力驱动下将地表的适量新鲜空气连续不断的输送到井下各个需风点，以保障井下作业人员的正常生理需求，矿山的安全生产。在矿山日常运作过程中，其中影响矿山通风系统高水平运转的关键就是巷道通风测量的精度。
[0003]目前，矿山通风系统的自动化和智能化水平日益提升，对井下巷道风速的测定基本依靠传感器。一般巷道平均风速的测定方法分为单点法和多点法，多点法是指在巷道断面内布设多个风速传感器，通过求各风速传感器监测数据的算数平均值得到巷道平均风速，这类方法可以获得较高的测量精度，但测试效率低且多点布设传感器会妨碍巷道的正常通行，因此多点测风不适于巷道风速的长期监测，单点测风由于其简便、高效的特点成为了巷道风速测量的主要方式。
[0004]真是的矿山矿井作业时，会根据地形挖掘多种断面形状的通风通道以最大程度的保证矿井内的空气流动，因此需要一种适用于多种通道全断面扫描的测风方法和系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提出了一种适用于多种通道全断面式扫描测风方法，包括以下步骤：
[0007]S1、通过三维扫描仪对通风通道进行三维数据检测，并建立通风通道的三维模型；
[0008]S2、根据通风通道三维模型选取适配扫描方式模型,并根据选取扫描方式模型对通风通道三维模型进行扫描测风模拟，得到对应扫描模型对应当前通风通道的控制数据；
[0009]S3、根据选取的适配扫描方式模型在通风通道断面对应内壁上建立全断面扫描测风系统，并对系统内的对射式扫描测风传感器组进行自对准纠偏模块调校及开启；
[0010]S4、将扫描测风模拟过程中的控制数据同步至全断面扫描测风系统的控制模块，控制对射式扫描测风传感器在通风通道断面内轮廓的移动路线上按照既定速度和方向移动扫描，以实现对通风通道内的风速和风量的测试，同时将测风数据结果同步至通风通道的三维模型进行数据分析和记录。
[0011]本专利技术的通过提出一种适用于多种通风通道的全断面式扫描测风方法，可以对多种断面通风通道进行扫描建模，并根据实际通风通道截面建模内轮廓形状选取适合的扫描方法，将模拟后的检测路线以及检测控制数据同步至实体扫描测风系统中以得到精准测且最符合当前通风通道断面测风测量结果的最优数据结果。
[0012]可选地，所述S2中，适配扫描模型包括：上下往复扫描模型以及周边循环扫描模型。
[0013]进一步地，所述上下往复扫描模型以水平线为对射扫描线，以通风通道断面对应内部轮廓两侧壁为扫描移动轨迹，以实现对通风通道的全断面扫描。
[0014]进一步地，在S2中，所述上下往复扫描模型的扫描测风模拟包括以下步骤：
[0015]S211、在通风通道三维模型的高度方向上，将通风通道断面内壁上划分若干组相对的移动路线，每组记为Ln/Ln
’
，n≥1，确定每组移动路线的边界线；
[0016]S212、确定在同一高度范围内每组移动路线的长度尺寸；
[0017]S213、统一每一组相对扫描路线的组内行走时间，得到相应移动路线下每个对射式扫描测风传感器在各自移动路线上的移动速度；
[0018]S214、对射式扫描测风传感器按照S213中的移动速度对通风通道的三维模型进行全断面扫描测风模拟。
[0019]进一步地，所述周边循环扫描模型以通风通道断面中心点的线为对射扫描线，将通风通道断面内轮廓分解为多组相对的移动路径，在每一组相对的移动路径上移动移动扫描，以实现通风通道的全断面扫描。
[0020]进一步地，在S2中，所述周边循环扫描模型的扫描测风模拟包括以下步骤：
[0021]S221、在通风通道三维模型中，按照通风通道断面的内轮廓形状将将通风通道断面内壁上划分若干组相对的移动路线，每组记为Ln/Ln
’
，n≥1，确定每组移动路线的边界线；
[0022]S222、根据每组移动路线对应断面内轮廓形状，以通风通道断面中心点位原点，将每组移动路线边界点至原点连线所围成扫描范围按照相同角度均匀划分若干组相对应的扫描区域，每组扫描区域对应移动路线上的区域记为扫描位置an/an
’
，n≥1；
[0023]S223、统一每一组相对扫描路线的组内行走时间，得到相应移动路线下每个对射式扫描测风传感器在各自移动路线上的移动速度；
[0024]S224、通过对相邻扫描位置对应的对射扫描线角度变化以及对射式扫描测风传感器在各自移动路线上移动速度的结果进行分析，得到对射式扫描测风传感器的探头下一时刻偏转角度及偏转速度；
[0025]S225、对射式传感器按照S223的移动速度以及S224的探头偏转角度、偏转速度，在通风通道的三维模型中进行扫描模拟。
[0026]进一步地，所述S3中，所述全断面扫描测风系统中供所述对射式扫描测风传感器行走的轨道设置为刚性材料制成的刚性轨道或柔性材料制成的柔性轨道中的一种或多种组合，根据通风通道断面内轮廓以及扫描模型的选取对轨道进行针对性选取。
[0027]进一步地，在S3中，所述全断面扫描测风系统中的自对准纠偏模块包括设置于每个对射式扫描测风传感器上的图像捕捉单元、位置识别单元、信号处理单元以及机械调节单元，自对准纠偏模块工作步骤包括以下步骤：
[0028]S31、两个对射式扫描测风传感器各自的图像捕捉单元对设置于另一个对射式扫描测风传感器上的位置识别单元进行位置识别，并向信号处理单元传输图像数据；
[0029]S32、信号处理单元对图像数据进行处理，分析两个对射式扫描测风传感器之间的高度差以及角度差、并根据扫描模型需求向机械调节单元发送动作信号；
[0030]S33、机械调节单元接收到动作信号后控制对应的对射式扫描风速传感器进行高度调节或角度调节，以使两个对射式扫描风速传感器之间的扫描线符合所选取的扫描模
型。
[0031]本专利技术还提供一种适用于多种通道全断面式扫描测风系统，包括以下模块：
[0032]模型建立模块，通过三维扫描仪对通风通道进行三维数据检测，并建立通风通道的三维模型；
[0033]扫描模型选取模块，根据通风通道三维模型选取适配扫描方式模型,并根据选取扫描方式模型对通风通道三维模型进行扫描测风模拟，得到对应扫描模型对应当前通风通道的控制数据，适配扫描模型包括上下往复扫描模型以及周边循环扫描模型；
[0034]第一单元，适配扫描模型包括上下往复扫描模型，所述上下往复扫描模型以水平线为对射扫描线，以通风通道断面对应内部轮廓两侧壁为扫描移动轨迹，以实现对通风通道的全断面扫描；
[0035]第一节点，在通风通道三维模型的高度方向上，将通风通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过三维扫描仪对通风通道进行三维数据检测，并建立通风通道的三维模型；S2、根据通风通道三维模型选取适配扫描方式模型,并根据选取扫描方式模型对通风通道三维模型进行扫描测风模拟，得到对应扫描模型对应当前通风通道的控制数据；S3、根据选取的适配扫描方式模型在通风通道断面对应内壁上建立全断面扫描测风系统，并对系统内的对射式扫描测风传感器组进行自对准纠偏模块调校及开启；S4、将扫描测风模拟过程中的控制数据同步至全断面扫描测风系统的控制模块，控制对射式扫描测风传感器在通风通道断面内轮廓的移动路线上按照既定速度和方向移动扫描，以实现对通风通道内的风速和风量的测试，同时将测风数据结果同步至通风通道的三维模型进行数据分析和记录。2.如权利要求1所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，所述S2中，适配扫描模型包括：上下往复扫描模型以及周边循环扫描模型。3.如权利要求2所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，所述上下往复扫描模型以水平线为对射扫描线，以通风通道断面对应内部轮廓两侧壁为扫描移动轨迹，以实现对通风通道的全断面扫描。4.如权利要求3所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，在S2中，所述上下往复扫描模型的扫描测风模拟包括以下步骤：S211、在通风通道三维模型的高度方向上，将通风通道断面内壁上划分若干组相对的移动路线，每组记为Ln/Ln
’
，n≥1，确定每组移动路线的边界线；S212、确定在同一高度范围内每组移动路线的长度尺寸；S213、统一每一组相对扫描路线的组内行走时间，得到相应移动路线下每个对射式扫描测风传感器在各自移动路线上的移动速度；S214、对射式扫描测风传感器按照S213中的移动速度对通风通道的三维模型进行全断面扫描测风模拟。5.如权利要求2所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，所述周边循环扫描模型以通风通道断面中心点的线为对射扫描线，将通风通道断面内轮廓分解为多组相对的移动路径，在每一组相对的移动路径上移动移动扫描，以实现通风通道的全断面扫描。6.如权利要求5所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，在S2中，所述周边循环扫描模型的扫描测风模拟包括以下步骤：S221、在通风通道三维模型中，按照通风通道断面的内轮廓形状将将通风通道断面内壁上划分若干组相对的移动路线，每组记为Ln/Ln
’
，n≥1，确定每组移动路线的边界线；S222、根据每组移动路线对应断面内轮廓形状，以通风通道断面中心点位原点，将每组移动路线边界点至原点连线所围成扫描范围按照相同角度均匀划分若干组相对应的扫描区域，每组扫描区域对应移动路线上的区域记为扫描位置an/an
’
，n≥1；S223、统一每一组相对扫描路线的组内行走时间，得到相应移动路线下每个对射式扫描测风传感器在各自移动路线上的移动速度；S224、通过对相邻扫描位置对应的对射扫描线角度变化以及对射式扫描测风传感器在各自移动路线上移动速度的结果进行分析，得到对射式扫描测风传感器的探头下一时刻偏
转角度及偏转速度；S225、对射式传感器按照S223的移动速度以及S224的探头偏转角度、偏转速度，在通风通道的三维模型中进行扫描模拟。7.如权利要求1所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，所述S3中，所述全断面扫描测风系统中供所述对射式扫描测风传感器行走的轨道设置为刚性材料制成的刚性轨道或柔性材料制成的柔性轨道中的一种或多种组合，根据通风通道断面内轮廓以及扫描模型的选取对轨道进行针对性选取。8.如权利要求1所述的适用于多种通道全断面式扫描测风方法，其特征在于，在S3中，所述全断面扫描测风系统中的自对准纠偏模块包括设置于每个对射式扫描测风传感器上的图像捕捉单元、位置识别单元、信号处理单元以及机械调节单元，自对准纠偏模块工作步骤包括以下步骤：S31、两个对射式扫描测风传感器各自的图像捕捉单元对设置于另一个对射式扫描测风传感器上的位置识别单元进行位置识别，并向信号处理单元传输图像数据；S32、信号处理单元对图像数据进行处理，分析两个对射式扫描测风传感器之间的高度差以及角度差、并根据扫描模型需求向机械调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浪，李伟，刘彦青，段思恭，张学超，孙喜贵，季文博，魏远，彭然，曹泽宇，郑义，侯金玲，姜黎明，蒋小如，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：