• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
复杂地下巷道场景三维点云两阶段去噪方法
  • 50
  • 作者

    任助理袁瑞甫王李管邓浩坤王文张金龙

  • 单位

    河南理工大学河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室河南理工大学能源科学与工程学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心中南大学资源与安全工程学院

  • 摘要
    矿山智能化进程持续推进,三维激光扫描技术为感知矿山提供了基础,为高质量获取矿山三维点云数据,提出了一种鲁棒性的复杂地下巷道场景三维点云两阶段去噪方法。首先,利用三维激光扫描技术获取井下巷道场景的3D点云信息,并分析巷道点云中不同噪声特点;其次,设计两阶段巷道去噪模型,在第一阶段,通过计算点云法向量,同时构建巷道轴线,探明点云法向与巷道轴线夹角关系对噪声的影响并去除;在第二阶段,优化巷道点云,通过分析巷道待优化点云和噪声点云的距离变化,将距离相近的点整合回第一阶段的去噪后点云中,最终得到去噪后的完整点云,该方法基于开源软件Cloud Compare进行二次开发实现;最后,以某地下矿山主运大巷和回风巷道为具体案例,详细分析了点云去噪过程中各阶段的处理时间、角度阈值、去噪数量、点云法线计算,以及邻近点选择等,系统验证了该方法的有效性。研究结果表明,设计的地下巷道场景三维点云去噪方法能够实现对噪声的有效去除,当角度阈值小于1°时,可以获得最佳的去噪效果,并通过二阶段优化算法,实现对巷道表面孔洞的有效修复。该研究为井下巷道点云去噪的实际应用提供了有力的指导,展示了在提高数据质量和可靠性方面的潜力,可实际应用于矿山智能化、地质勘探以及安全监测等领域。
  • 关键词

    地下矿山智能矿山巷道三维激光点云去噪

  • 文章目录
    0 引言
    1.设备和方法
    1.1 巷道噪声分析
    1.2 移动式三维激光扫描仪
    1.3 方法
    1.3.1 巷道轴线自动提取
    1.3.2 巷道点云去噪判定准则
    1.3.3 巷道点云去噪优化
    2.实验与分析
    2.1 数据收集
    2.2 巷道点云去噪及优化
    2.3 分析讨论
    3.结论
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