适用于开采空间设备动态定位的方法技术

本发明专利技术公开一种适用于开采空间设备动态定位的方法，包括以下步骤：步骤1、建立空间三维模型，步骤2、设置原点定标装置，步骤3、放置设备三维模型，步骤4、布置设备，步骤5、建立实景三维模型，步骤6、模型融合。本发明专利技术可以在工作面三维空间中指定任意原点和坐标轴，并实现支架的精确定位。支架的精确定位。

【技术实现步骤摘要】
适用于开采空间设备动态定位的方法


[0001]本专利技术涉及采掘
，尤其涉及一种适用于开采空间设备动态定位的方法。

技术介绍

[0002]采煤工作面作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，是矿井事故的多发地点。因此，全面做好支架管理的工作，发挥其在安全采煤中的作用，成为煤矿安全管理迫切需要解决的问题。
[0003]目前所有关于支架位态和姿态的检测均以地磁坐标为基准，地磁坐标是以地磁的指向为依据，在矿井内地磁比较紊乱，因此精确定标比较困难。同时，支架的调整均以地磁坐标为参考，会出现累计误差，这是导致支架定位不准的主要原因。以地磁为核心的定位定向技术适合指导矿道掘进操作，以确保掘进方向，而不适合指导支架的调整。
[0004]在实际采煤过程中，所有支架随着煤层开采移动，移动方式可以本架移架，邻架移架和成组支架移架，但是移动后的支架在三维空间中也没有明确的坐标原点和三个坐标轴。

技术实现思路

[0005]为克服上述缺陷，本专利技术旨在提供一种适用于开采空间设备动态定位的方法，可以在工作面三维空间中指定任意原点和坐标轴，实现支架的精确定位。
[0006]为达到上述目的，本专利技术是采用以下技术方案实现的：本专利技术公开一种适用于开采空间设备动态定位的方法，包括以下步骤：步骤1、建立空间三维模型：根据地测数据，建立采煤工作面空间的空间三维模型；步骤2、设置原点定标装置：在空间三维模型中设置原点标定坐标，在巷道现场中对应于所述原点标定坐标的位置设置坐标原点定标装置；步骤3、放置设备三维模型：在空间三维模型中按照预定位置放置设备三维模型，所述设备三维模型标识有关键点，获取关键点相对于原点标定坐标的标定信息；步骤4、布置设备：根据标定信息在工作面布置设备，设备上设置有与所述关键点对应的设备原点标定装置，布置设备的原则为：设备布置后，设备原点标定装置相对于坐标原点定标装置的坐标与关键点相对于原点标定坐标的坐标相同；步骤5、建立实景三维模型：扫描整个采煤工作面，获得采煤工作面实际的三维空间数据，根据三维空间数据建立实景三维模型，所述实景三维模型的坐标原点为坐标原点定标装置，获得设备在实景三维模型中的标定数据；步骤6、模型融合：将实景三维模型融合到空间三维模型。
[0007]优选的，所述设备包括若干个支架。
[0008]进一步的，步骤6之后还包括：步骤7、重定位原点：第一个支架移动后，将第一个支架的设备三维模型作为空间三维模型中坐标系的新原点，并变换所有设备的设备三维模型的坐标信息；
步骤8、重定位设备：按照采煤作业要求，在空间三维模型中移动其它设备的设备三维模型，移动后更新所有设备的标定信息；步骤9、重复步骤4、步骤5、步骤6，直至整个采煤工作面结束。
[0009]进一步优选的，所述设备包括液压支架、采煤机、刮板运输机。
[0010]优选的，步骤5中，使用空间标定设备扫描整个采煤工作面。
[0011]优选的，步骤8中，所有支架的设备三维模型从第一个开始依次移动。
[0012]本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术解决了采煤工作面三维空间的原点定位问题，在采煤工作面三维空间中，坐标系可以是任意的，没有确定的坐标原点和三个坐标轴，方向也可以任意指定。本专利技术能够在工作面三维空间中指定任意原点和坐标轴。
[0013]2、本专利技术三维空间中原点坐标会跟随采煤作业面的移动而变化，实现液压支架的精确定位。
[0014]3、本专利技术采用动态标定原点坐标系，避免固定原点坐标系的误差累积。
[0015]4、本专利技术多次动态扫描三维模型信息，可以有效消除计算三维模型的误差。
[0016]5、多个关键标定信息可以轻松应对采煤工作面的复杂情况。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本专利技术进行进一步详细说明。
[0018]实施例1本实施例公开一种采用本专利技术公开的适用于开采空间设备动态定位的方法的具体实现步骤如下：1、采煤工作面初始成形，还没有其它采煤设备，根据工作面的设计图纸，建立工作面空间的三维模型（空间三维模型），采用任意坐标系。
[0019]2、在工作面空间的三维模型中，设置原点标定坐标，在工作面现场的巷道中，设置对应的原点标定装置。通过空间标定设备感知坐标，两者的误差控制在毫米内。
[0020]3、在工作面空间的三维模型中，放置预先建好的采煤设备三维模型，包括采煤机，刮板输送机，转载机，电缆槽，液压支架等。各个模型的坐标系统变换对齐，特别要求采煤设备的关键点与原点标定坐标对齐。
[0021]4、在现场采煤工作面安装所有设备后，设备上关键位置设置原点标定装置，使用空间标定设备扫描整个采煤工作面，获得工作面实际的三维空间数据（实景三维模型）和一组标定数据。
[0022]5、在工作面空间的三维模型中标定原点信息，融合建模的三维模型和扫描的三维模型。
[0023]本实施例可用于完成支架以及其他设备的初次布置。
[0024]实施例2在实施例1的基础上，本实施例还包括以下步骤：6、一次采煤结束后，液压支架随工作面前移。
[0025]7、在三维模型中，将移动的第一个支架定位为原点坐标系，同时变换三维模型中
所有设备的坐标信息。
[0026]8、原点确定后，根据实际采煤工作需要，按照采煤作业要求，依次移动在三维模型中的其它支架。
[0027]9、在原点标定设备中，选择被标定为原点的支架，同时更新所有支架的标定信息。
[0028]10、在采煤工作面现场，依次移动每一个实物支架。
[0029]11、原点标定设备重新扫描整个采煤工作面，获得实际的三维空间信息和关键标定信息。
[0030]12、在工作面（实景三维模型）三维模型中确定标定信息，以标定信息作为原点坐标系，同时变换三维模型中所有设备的坐标信息。
[0031]13、融合建模的三维模型和扫描的三维模型。
[0032]14、以上过程反复执行直到整个采煤工作面结束。
[0033]本实施例能够指导支架以及其他设备的布置和移动，实现在整个采煤工作面作业的支架的准确定位。
[0034]当然，本专利技术还可有其它多种实施例，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本专利技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于开采空间设备动态定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立空间三维模型：根据地测数据，建立采场的空间三维模型；步骤2、设置原点定标装置：在空间三维模型中设置原点标定坐标，在巷道现场中对应于所述原点标定坐标的位置设置坐标原点定标装置；步骤3、放置设备三维模型：在空间三维模型中按照预定位置放置设备三维模型，所述设备三维模型标识有关键点，获取关键点相对于原点标定坐标的标定信息；步骤4、布置设备：根据标定信息在工作面布置设备，设备上设置有与所述关键点对应的设备原点标定装置，布置设备的原则为：设备布置后，设备原点标定装置相对于坐标原点定标装置的坐标与关键点相对于原点标定坐标的坐标相同；步骤5、建立实景三维模型：扫描整个工作面，获得采场实际的三维空间数据，根据三维空间数据建立实景三维模型，所述实景三维模型的坐标原点为坐标原点定标装置，获得设备在实景三维模型中的标定数据；步骤6、模型融合：将实景三维模型融合到空间三维模型。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞卫中，刘中元，余玉江，王昌润，陈显坤，陈飞，冯春，周勇，胡大裟，陈航，曹煜，吴云亮，董婷婷，喻其祥，余晓辉，
申请(专利权)人：成都技转创新连线科技集团有限公司四川川煤华荣能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：