《礦山三維激光空間感知技術及應用》系統(tǒng)介紹了不同種類三維激光掃描儀的結構、掃描原理、誤差來源、國內外各種三維激光掃描儀的技術優(yōu)勢和特點、點云數(shù)據(jù)處理流程和方法、三維模型構建算法,并結合礦山具體工藝和實際場景,全面介紹了三維激光掃描儀在采空區(qū)探測、采場爆破設計優(yōu)化等具體場景中的應用案例,內容豐富,實用性強。
《礦山三維激光空間感知技術及應用》可供三維激光掃描儀研發(fā)人員、測繪人員、礦山測量人員使用,也可供大專院校相關專業(yè)的師生參考。
我國作為礦業(yè)大國,擁有數(shù)量眾多的金屬和非金屬礦山,礦山現(xiàn)場環(huán)境惡劣、危險區(qū)域多、管理粗放,極大地影響了礦山作業(yè)的效率和安全生產,為了改善這種狀況,目前大部分礦山正朝著設計三維化、開采智能化、生產規(guī);、管理精細化的方向發(fā)展,因此對礦山三維空間數(shù)據(jù)的需求十分迫切,而三維激光空間感知技術具有高精度、非接觸、高速度、無損傷等特點,成為礦山三維空間數(shù)據(jù)獲取的重要技術手段。本書圍繞三維激光空間感知技術涉及的基本概念、三維激光掃描儀產品、點云數(shù)據(jù)處理流程、三維模型構建方法、礦山典型應用案例進行了系統(tǒng)闡述,本書共分6章:第1章主要介紹了礦山空間感知技術的意義,分析了礦山三維激光空間感知技術目前面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展現(xiàn)狀,可使讀者對礦山三維激光空間感知技術有初步了解。第2章主要對三維激光掃描系統(tǒng)進行了闡述,介紹了三維激光掃描測量的原理、三維激光點云靜態(tài)構建方法、三維激光掃描點云動態(tài)構建方法、三維激光掃描誤差及修正方法,可使讀者對三維激光掃描系統(tǒng)有一個全面的認識。第3章主要介紹了礦山三維激光空間感知裝備,詳細介紹了典型的架站式三維激光掃描儀、鉆孔式三維激光掃描儀、移動式三維激光掃描儀的產品性能、技術參數(shù)、適應范圍等,使讀者在實際選擇一款合適的三維激光掃描儀時有所參考。第4章系統(tǒng)闡述了三維激光點云數(shù)據(jù)處理流程和方法,包括三維激光掃描點云數(shù)據(jù)的基本概念、數(shù)據(jù)處理流程、點云數(shù)據(jù)匹配方法、點云數(shù)據(jù)去冗方法、點云數(shù)據(jù)去噪方法、點云數(shù)據(jù)精簡方法、點云數(shù)據(jù)分割方法、點云數(shù)據(jù)聚類方法,讓讀者對三維激光掃描儀形成的點云數(shù)據(jù)如何進行處理,具體使用哪些方法有深入的認識。第5章系統(tǒng)闡述了點云數(shù)據(jù)三維模型構建與處理方法,詳細說明了α-shape三維重建法、基于RBF的點云三維重建法、基于Delaunay三角剖分的三維重建法、Marching Cubes三維重建法、輪廓線三維重建法,并結合礦山實際數(shù)據(jù)進行三維建模效果說明,同時結合三維模型后續(xù)實際使用需求,系統(tǒng)闡述了三維模型基本運算、修復、渲染的原理。讓讀者清晰地知道應該使用什么方法把點云數(shù)據(jù)轉換成三維模型,并對三維模型進行各種操作。第6章結合礦山的各種應用場景及實際需求,全面介紹了礦山三維激光空間感知技術在采空區(qū)探測、采場爆破優(yōu)化與殘礦回采、溜井掃描與治理、巷道掘進驗收、露天邊坡變形監(jiān)測、巖體結構面智能識別與分組、料堆精細化盤料、數(shù)字礦山模型構建等方面的應用案例,讓讀者清楚知道礦山三維激光空間感知技術是如何具體應用于礦山實際需求的。
1緒論.11.1礦山空間感知技術的意義.11.2礦山三維激光空間感知技術面臨的挑戰(zhàn).11.3礦山三維激光空間感知技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢.12三維激光掃描系統(tǒng)概述.22.1三維激光掃描測量原理.22.1.1激光測距原理.22.1.2三維激光掃描儀典型結構.42.1.3三維激光掃描系統(tǒng)幾何模型.62.2三維激光掃描點云靜態(tài)構建方法.82.2.1單站掃描點云構建方法.82.2.2多站掃描點云構建方法.82.3三維激光掃描點云動態(tài)構建方法.112.3.1SLAM連續(xù)掃描方法.112.3.2組合導航連續(xù)掃描方法.142