cq9电子平台网站：一种露天矿山三维地形模型的构建方法pdf

　　本发明涉及一种露天矿山三维地形模型的构建方法，包括：在预设时间段内获取移动装置每个时间点的激光雷达数据、气压传感器数据、GPS数据，构建激光雷达数据网格，基于移动装置的当前位置构建缓冲区网格，激光雷达数据网格与缓冲区网格求交集得到第一交集网格；获取所述移动装置的高程，并将移动装置的高程附加到所述交第一交集网格中得到第二交集网格；基于移动装置的GPS数据和第二交集网络构建世界坐标系的网格；将预设时间段内每个时间点的网格数据求交集获得第四交集网格，基于第四交集网格得到三维地形模型。本发明提高了露天矿

　　获取移动装置在预设时间段内每个时间点的多源传感器数据，所述每个时间点的多源

　　将所述激光雷达数据网格中当前位置数据设置为缓冲区，并将所述缓冲区网格化得到

　　将所述激光雷达数据生成的自由空间网格与所述缓冲区网格叠加求交集，得到第一交

　　获取所述移动装置的高程，并将所述移动装置的高程附加到所述交第一交集网格中，

　　将所述第四交集网格抽稀，基于所述预设时间段内每个时间点的世界坐标系的网格以

　　2.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述获

　　基于所述控制点的高程、所述控制点的气压实时传感器数据、所述移动装置的当前大

　　3.根据权利要求2所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述移

　　式中，A表示控制点高程；P表示移动装置的当前大气压；P表示控制点当前的大气压；

　　4.根据权利要求2所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述控

　　5.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述缓

　　6.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，将所述

　　确实所述第三交集网格是否存在孤岛；当预设时间段内每个时间点的第三交集网格内

　　部存在孤岛网格时，将所述孤岛网格的单元格的相邻单元格的高程赋值给所述孤岛网格的

　　7.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述将

　　8.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述将

　　当所述第四交集网格中单元格上下左右四个方向存在其他单元格时，且所述第四交集

　　网格中单元格的高程与所述单元格上下左右四个方向的单元格高程相同时，标记所述单元

　　9.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述激

　　10.根据权利要求1所述的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，其特征在于，所述

　　[0001]本发明涉及矿山检测技术领域，尤其涉及一种露天矿山三维地形模型的构建方

　　[0002]随着露天矿山生产工作的进行，露天矿山的地表形态会随时间的推移而发生变

　　化，特别是对于铲车所在的开采区域、推土机所在的排土场(又称为废石场、渣场)区域、矿

　　[0003]现有技术中，在露天矿区进行区域限定的无人机航拍作业，基于无人机拍摄的图

　　像使用模型制作软件生成三维地形模型。然而，由于无人机在飞行时经常采用倾斜的方式

　　拍摄图像，导致图像中的三维模型存在一定的偏差；此外，受到天气、噪声、建筑物、车辆、树

　　木等其它因素的影响，无人机拍摄的图像质量也会受到影响；上述种种因素导致最终生成

　　的三维地形模型信息不够精确和完整，影响露天矿区的生产管理者制定生产规划。

　　[0004]有鉴于此，有必要提供一种露天矿山三维地形模型的构建方法，用以实现提高三

　　[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种露天矿山三维地形模型的构建方法，包括：

　　[0006]获取移动装置在预设时间段内每个时间点的多源传感器数据，所述每个时间点的

　　[0008]将所述激光雷达数据网格中当前位置数据设置为缓冲区，并将所述缓冲区网格化

　　[0009]将所述激光雷达数据生成的自由空间网格与所述缓冲区网格叠加求交集，得到第

　　[0010]获取所述移动装置的高程，并将所述移动装置的高程附加到所述交第一交集网格

　　[0011]基于所述移动装置的GPS数据和所述第二交集网格构建世界坐标系的网格；

　　[0012]将所述预设时间段内每个时间点的第二交集网格求交集得到第三交集网格；

　　[0014]将所述第四交集网格抽稀，基于所述预设时间段内每个时间点的世界坐标系的网

　　[0019]基于所述控制点的高程、所述控制点的气压实时传感器数据、所述移动装置的当

　　[0022]式中，A表示控制点高程；P表示移动装置的当前大气压；P表示控制点当前的大气

　　[0023]在一些可能的实现方式中，所述控制点气压传感器安装位置的高程与所述控制点

　　[0024]在一些可能的实现方式中，所述缓冲区网格的大小与所述激光雷达数据网格大小

　　[0025]在一些可能的实现方式中，将所述预设时间段内每个时间点的第二交集网格求交

　　[0026]确实所述第三交集网格是否存在孤岛；当预设时间段内每个时间点的第三交集网

　　格内部存在孤岛网格时，将所述孤岛网格的单元格的相邻单元格的高程赋值给所述孤岛网

　　[0027]在一些可能的实现方式中，所述将所述第三交集网格除重，得到第四交集网格，包

　　[0029]将所述平均值赋值到所述第三交集网格中，得到所述第四交集网格。

　　[0031]当所述第四交集网格中单元格上下左右四个方向存在其他单元格时，且所述第四

　　交集网格中单元格的高程与所述单元格上下左右四个方向的单元格高程相同时，标记所述

　　[0033]在一些可能的实现方式中，所述激光雷达数据为激光雷达扫描0.1秒以上的数据。

　　[0034]在一些可能的实现方式中，所述移动装置的移动速度小于10m/s。

　　[0035]采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的一种露天矿山三维地形模型的构建

　　方法，首先获取移动装置激光雷达数据、气压传感器数据、GPS数据，然后构建激光雷达数据

　　网格，基于移动装置的当前位置构建缓冲区网格，进一步激光雷达数据网格与缓冲区网格

　　求交集得到第一交集网格；进一步获取所述移动装置的高程，并将移动装置的高程附加到

　　所述交第一交集网格中得到第二交集网格；进一步基于移动装置的GPS数据和第二交集网

　　络构建世界坐标系的网格；将一段时间内的网格数据求交集获得第四交集网格，基于第三

　　交集网格得到三维地形模型。本发明在一段时间内获取每个时间点的网格并求交集最终得

　　到三维地形模型，从而使得三维地形模型能实时更新，提高了三维地形模型的精准度。

　　[0036]图1为本发明提供的一种露天矿山三维地形模型的构建方法一实施例的方法流程

　　[0037]下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并

　　[0038]图1为本发明提供的一种露天矿山三维地形模型的构建方法的一个实施例流程示

　　[0039]S101、获取移动装置在预设时间段内每个时间点的多源传感器数据，所述每个时

　　[0040]S102、将所述激光雷达数据进行网格化处理得到激光雷达数据网格；

　　[0041]S103、将所述激光雷达数据网格中当前位置数据设置为缓冲区，并将所述缓冲区

　　[0042]S104、将所述激光雷达数据生成的自由空间网格与所述缓冲区网格叠加求交集，

　　[0043]S105、获取所述移动装置的高程，并将所述移动装置的高程附加到所述交第一交

　　[0044]S106、基于所述移动装置的GPS数据和所述第二交集网格构建世界坐标系的网格；

　　[0045]S107、将所述预设时间段内每个时间点的第二交集网格求交集得到第三交集网

　　[0047]S109、将所述第四交集网格抽稀，基于所述预设时间段内每个时间点的世界坐标

　　系的网格以第四交集网格中心点为坐标点建立点云，根据所述点云构建三维地形模型。

　　[0048]与现有技术相比，本实施例提供的一种露天矿山三维地形模型的构建方法，首先

　　获取移动装置激光雷达数据、气压传感器数据、GPS数据，然后构建激光雷达数据网格，基于

　　移动装置的当前位置构建缓冲区网格，进一步激光雷达数据网格与缓冲区网格求交集得到

　　第一交集网格；进一步获取所述移动装置的高程，并将移动装置的高程附加到所述交第一

　　交集网格中得到第二交集网格；进一步基于移动装置的GPS数据和第二交集网络构建世界

　　坐标系的网格；将一段时间内的网格数据求交集获得第四交集网格，基于第三交集网格得

　　到三维地形模型。本发明在一段时间内获取每个时间点的网格并求交集最终得到三维地形

　　[0049]在本发明的具体实施例中，一种露天矿山三维地形模型的构建方法的具体步骤如

　　[0050]步骤一：设置基础控制点，在控制点上安装气压传感器，测量控制点高程数据，获

　　[0051]步骤二：获取移动装置多源传感器数据，多源传感器数据包括激光雷达数据，气压

　　[0052]步骤三：将激光雷达数据生成基于激光雷达传感器测量精度大小的网格；

　　[0053]步骤四：将激光雷达数据中当前位置数据做缓冲区分析，缓冲距离为激光雷达最

　　[0054]步骤五：将激光雷达数据生成的自由空间网格与缓冲区网格叠加求交，并获取交

　　[0055]步骤六：计算移动装置高程A，并将高程A数据附加到网格K中，高程A计算公式为：

　　[0056]其中A为控制点高程，P为移动装置的当前大气压，P为控制点当前的大气压，D为

　　[0057]步骤七：根据移动装置的GPS数据与激光雷达当前位置数据构建基于世界坐标系

　　[0058]步骤八：继续执行步骤二到步骤七，直到获取一段时间内的网格数据后，将其求交

　　集从而获取网格M，将一段时间内的网格数据求重，逐一将重合的单元格高程求平均值S，将

　　[0059]步骤九：将网格M抽稀，建立以网格中心点为坐标点的点云，根据点云建立三角

　　[0064]基于所述控制点的高程、所述控制点的气压实时传感器数据、所述移动装置的当

　　[0067]式中，A表示控制点高程；P表示移动装置的当前大气压；P表示控制点当前的大气

　　[0068]在本发明的一些实施例中，所述控制点气压传感器安装位置的高程与所述控制点

　　[0069]在本发明的具体实施例中，控制点高程不能发生变化，气压传感器安装位置的高

　　[0070]在本发明的一些实施例中，所述缓冲区网格的大小与所述激光雷达数据网格大小

　　[0071]在本发明的具体实施例中，缓冲区网格化时，其网格大小需与激光雷达数据生成

　　的网格大小一致地型模型。移动装置的大气压数据测量时间需与激光雷达位置数据测量时间一致。

　　[0072]在本发明的具体实施例中，获取的网格即第三交集网格的数量不低于10万个。

　　[0073]在本发明的一些实施例中，将所述预设时间段内每个时间点的第二交集网格求交

　　[0074]确实所述第三交集网格是否存在孤岛；当预设时间段内每个时间点的第三交集网

　　格内部存在孤岛网格时，将所述孤岛网格的单元格的相邻单元格的高程赋值给所述孤岛网

　　[0075]在本发明的具体实施例中，第二交集网格求交集时，需判断所得交集网格即第三

　　交集网格内部是否存在孤岛，如果存在孤岛网格，填充孤岛网格中的单元格高程为其相邻

　　[0076]在本发明的一些实施例中，所述将所述第三交集网格除重，得到第四交集网格，包

　　[0078]将所述平均值赋值到所述第三交集网格中，得到所述第四交集网格。

　　[0080]当所述第四交集网格中单元格上下左右四个方向存在其他单元格时，且所述第四

　　交集网格中单元格的高程与所述单元格上下左右四个方向的单元格高程相同时，标记所述

　　[0082]在本发明的一些实施例中，所述激光雷达数据为激光雷达扫描0.1秒以上的数据。

　　[0083]在本发明的具体实施例中，激光雷达最大量程必须大于10m，测量精度必须小于

　　[0084]激光雷达的安装高度不得高于露天矿山台阶最小高度。获取的激光雷达数据必须

　　[0085]在本发明的一些实施例中，所述移动装置的移动速度小于10m/s。

　　[0086]本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计

　　算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所

　　[0087]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，

　　任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，

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