申请/专利权人：太原理工大学;山西焦煤集团有限责任公司

申请日：2024-01-08

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117518197B

主分类号：G01S17/89

分类号：G01S17/89;G01B11/24;G06T17/05;G06T7/30;G06T7/70;G06T3/4038

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明涉及一种煤矿井下掘进巷道的轮廓标示方法，属于智能煤矿技术领域。包括：激光雷达在第一位置对掘进机所在方向的作业区域进行三维激光扫描，得到t时刻和t+1时刻采集的初始点云并发送至服务器；服务器对t时刻和t+1时刻采集的初始点云进行滤波并提取掘进巷道点云后，进行掘进巷道点云配准，得到t时刻和t+1时刻之间掘进机的位姿变化，并根据位姿变化建立第一局部点云地图；激光雷达在第二位置对掘进机所在方向的作业区域进行三维激光扫描，服务器根据激光雷达的扫描结果建立第二局部点云地图；服务器拼接第一局部点云地图和第二局部点云地图，得到掘进巷道的全局轮廓地图。本发明具有实时性、非接触式、人力需求小等优点。

主权项：1.一种煤矿井下掘进巷道的轮廓标示方法，其特征在于，包括：S1，掘进机在掘进作业完成后，掘进机机身静止并开始进行支护作业时，激光雷达在第一位置对掘进机所在方向的作业区域进行三维激光扫描，得到t时刻和t+1时刻采集的初始点云并发送至服务器；所述激光雷达固定在巷道顶板正下方；S2，服务器对t时刻和t+1时刻采集的初始点云进行滤波，并采用RANSAC算法分别从t时刻和t+1时刻滤波后的点云中提取掘进巷道点云；其中，所述S2中，服务器在对t时刻采集的初始点云进行滤波时，包括：S23，服务器从t时刻采集的初始点云中剔除入射角小于预设阈值的激光点；具体地，所述S23中，服务器在从t时刻采集的初始点云中剔除入射角小于预设阈值的激光点时，包括：S231，对于t时刻采集的初始点云中的任一激光点，获取与其最近的n个激光点；S232，使用最小二乘法将任一激光点及其最近的n个激光点拟合成一个平面，并计算出所述平面的过所述任一激光点的平面法向量，计算平面法向量与原点和所述任一激光点连成的向量之间的夹角θ°，且如果|θ-90|≤20，则剔除所述任一激光点；S3，服务器对t时刻和t+1时刻对应的掘进巷道点云进行配准，得到t时刻和t+1时刻之间掘进机的位姿变化，并根据t时刻和t+1时刻之间掘进机的位姿变化建立第一局部点云地图；S4，随着掘进机的前移，移动激光雷达至第二位置，激光雷达在第二位置对掘进机所在方向的作业区域进行三维激光扫描，服务器根据激光雷达的扫描结果建立第二局部点云地图；S5，服务器拼接第一局部点云地图和第二局部点云地图，得到掘进巷道的全局轮廓地图；其中，所述S5中，服务器在拼接第一局部点云地图和第二局部点云地图，得到掘进巷道的全局轮廓地图时，包括：服务器以第一局部点云地图和第二局部点云地图的巷道迎头处作为匹配的初值，通过迭代最近点算法拼接第一局部点云地图和第二局部点云地图，得到掘进巷道的全局轮廓地图。

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