[发明专利]一种煤矿巷道三维建模方法及系统

说明书

本发明提供一种煤矿巷道三维建模方法及系统，首先，利用GPS定位设备获取煤矿的各个巷道的各个关键部位的经纬度坐标；并将其转换到世界坐标系；然后，测量巷道的形状数据，根据各个巷道的形状数据制作每个巷道的二维结构图；然后，根据关键部位的世界坐标对巷道的二维结构图进行修正；最后，利用生成的巷道中心线和巷道剖面图自动放样生成巷道的三维模型。本发明利用各个关键部位的世界坐标对制作的二维结构图进行了修正，确保了用于生成三维模型的二维结构图的准确性；本发明基于根据实际测量数据绘制的二维结构图直接放样生成三维模型，提高了三维建模的速度，本发明提供了一种准确性高的快速三维建模方法。

技术领域

本发明涉及煤矿勘探数字化技术领域，特别是涉及一种煤矿巷道三维建模方法及系统。

背景技术

目前巷道三维建模常用的方法是手工三维建模，三维建模周期长，精度差，巷道模型与现场存在较大位置偏差；而已有自动化三维建模系统仅仅存在理论知识，实际的自动化三维建模算法复杂，层次不清楚，容易死机乱码，无法实现三维巷道自动三维建模的目标。因此，提供一种准确性高的快速三维建模方法成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿巷道三维建模方法及系统，以提供一种准确性高的快速三维建模方法，使建好的三维模型可直接运用到煤矿巷道三维场景中，方便后期在三维模型上添加各类型设备的模型，以及三维模型基础上再建造煤矿巷道的排水系统、运输系统、通风系统、监控系统等数字模型，为数字化矿山和智慧矿山建设提供三维地图基础支持。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种煤矿巷道三维建模方法，所述三维建模方法包括如下步骤：

利用GPS定位设备获取煤矿的各个巷道的各个关键部位的经纬度坐标；所述关键部位包括巷道入口、巷道拐角处、巷道配置间和巷道工作面；

将每条巷道的各个关键部位的经纬度坐标转换到世界坐标系，得到每条巷道的各个关键部位的世界坐标；

测量煤矿的各个巷道的形状数据，所述形状数据包括巷道的各个关键部位之间的距离信息及巷道截面的长、宽、高、顶弧度及弧度半径；

根据各个巷道的形状数据制作每个巷道的二维结构图；

分别根据每条巷道的各个关键部位的世界坐标对每条巷道的二维结构图进行修正，得到每条巷道的修正后的二维结构图；

分别根据每条巷道的各个关键部位的世界坐标对每条巷道的二维结构图进行修正，得到每条巷道的修正后的二维结构图；

分别以所述每条巷道的巷道剖面的形状为轮廓，巷道中心线为路径将每条巷道的修正后的二维结构图放样生成每条巷道的巷道三维模型。

可选的，所述分别根据每条巷道的各个关键部位的世界坐标对每条巷道的二维结构图进行修正，得到每条巷道的修正后的二维结构图，具体包括：

将巷道入口作为初始位置，将所述二维结构图中的巷道入口移动到所述巷道入口的世界坐标的位置；

判断移动后的二维结构图中各个关键部位的坐标与各个关键部位的世界坐标是否一一对应，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示移动后的二维结构图中各个关键部位的坐标与各个关键部位的世界坐标不一一对应，则重新测量不对应的关键部位的巷道的形状数据，利用重新测量的形状数据对所述移动后的二维结构图进行修正，返回步骤“判断移动后的二维结构图中的巷道的各个关键部位的世界坐标与经纬度测量转换的世界坐标是否一一对应，得到第一判断结果”；

若所述第一判断结果表示移动后的二维结构图中各个关键部位的坐标与各个关键部位的世界坐标一一对应，则输出巷道的二维结构图作为修正后的二维结构图。