[发明专利]一种膏体充填进度实时测量与可视化方法及系统

权利要求书

1.一种膏体充填进度实时测量与可视化方法，其特征在于，包括：

获取待充填的采场采空区的三维点云数据；

基于所述三维点云数据，构建出所述待充填的采场采空区的三维模型；

计算出所述三维模型的体积；

获取膏体的流量数据，基于所述流量数据计算出当前采空区内的膏体填充量，并结合计算出的三维模型的体积得到膏体的填充进度并三维可视化显示。

2.如权利要求1所述的膏体充填进度实时测量与可视化方法，其特征在于，所述获取待充填的采场采空区的三维点云数据，包括：

使用激光扫描仪器在待充填的采场采空区中进行全局三维扫描；

对扫描得到的数据进行配准和滤波，获取带有空间坐标的三维点云数据。

3.如权利要求1所述的膏体充填进度实时测量与可视化方法，其特征在于，所述基于所述三维点云数据构建出所述待充填的采场采空区的三维模型，包括：

利用泊松表面重建方法对所述三维点云数据进行表面重建，得到网格模型；

将所述网格模型的所有网格点坐标平移，使得所述网格模型的重心位于原点处；计算所述网格模型的轴线方程，基于所述轴线方程求解所述网格模型的轴线与x轴的夹角并旋转所述网格模型，使得所述网格模型的轴线与x轴平行；

在所述网格模型的每一个三角面片中生成多个随机均匀的点，以对所述网格模型进行升采样，得到所述待充填的采场采空区的三维模型。

4.如权利要求1所述的膏体充填进度实时测量与可视化方法，其特征在于，所述计算出所述三维模型的体积，包括：

沿纵向对所述三维模型进行切割，将所述三维模型切割为多个模型切片；

沿轴向对每一模型切片进行切割，将每一模型切片切割为多个模型切块；

利用蒙特卡洛模拟法计算出每一模型切块的体积；

分别对每一模型切片内包含的所有模型切块的体积进行求和，得到每一模型切片的体积；再对所有模型切片的体积进行求和，得到所述三维模型的体积。

5.如权利要求1所述的膏体充填进度实时测量与可视化方法，其特征在于，获取膏体的流量数据，基于所述流量数据计算出当前采空区内的膏体填充量，并结合计算出的三维模型的体积得到膏体的填充进度并三维可视化显示，包括：

利用地表膏体制备站的膏体流量表得到膏体的流量数据；

对所述流量数据进行积分，计算出当前采空区内的膏体填充量；

结合计算出的当前采空区内的膏体填充量和所述三维模型的体积，利用所述采场采空区的体积与高度的映射关系，计算膏体的充填高度及其充填百分比；

使用基于WebGL(Web Graphics Library，Web图形库)的三维图形库Three.js，在网页上以三维可视化的方式实时显示膏体的充填高度及其充填百分比。

6.一种膏体充填进度实时测量与可视化系统，其特征在于，包括：

采场点云数据获取模块，用于获取待充填的采场采空区的三维点云数据；

采场三维模型构建模块，用于基于所述三维点云数据，构建出所述待充填的采场采空区的三维模型；

三维模型体积计算模块，用于计算出所述三维模型的体积；

膏体填充进度计算及三维可视化显示模块，用于获取膏体的流量数据，基于所述流量数据计算出当前采空区内的膏体填充量，并结合计算出的三维模型的体积得到膏体的填充进度并三维可视化显示。

7.如权利要求6所述的膏体充填进度实时测量与可视化系统，其特征在于，所述采场点云数据获取模块具体用于：

使用激光扫描仪器在待充填的采场采空区中进行全局三维扫描；

对扫描得到的数据进行配准和滤波，获取带有空间坐标的三维点云数据。