| 文档介绍：煤矿测量技术综述张琴 2 1 煤矿测量的要求和可选用用的方法 煤矿测量的特点:武钢矿料场的矿料分布在公司的各个地方,数目多,形状各异,体积大:稍大的有长 350m, 宽 30m, 高 10m. 煤矿测量的要求:便捷,高精度,高效,成本低 煤矿测量的常用方法:全站仪, GPS-RTK, 激光,视觉测量其中的全站仪测量对每一个测量点都需要使用反光棱镜,并且精度不高, 这显然是不合适的,因此这里只对对 GPS-RTK, 激光,视觉测量等加以探讨。 2 GPS-RTK 测量 GPS-RTK 是一种全天候、全方位的新型测量系统,是目前实时、准确地确定待测点位置的最佳方式,是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它需要一台基准站接收机和一台或多台流动站接收机,以及用于数据传输的电台。 RTK 定位技术,是将基准站的相位观测数据及坐标信息通过数据链方式及时发送给动态用户,动态用户将收到的数据链连同自己采集的相位观测数据进行实时差分处理,从而获得动态用户的实时三维位置。组成: 基准站( 1个): GPS 天线、 GPS 接收机、发射电台、电台天线、手持控制器、连接电缆。流动站( 5个):接收机、接收电台、电台天线、手持控制器、连接电缆等组成工作原理: 基准站接收机将其观测值及坐标信息发送给流动站接收机,流动站接收机先进行初始化,然后进行动态作业,并在动态条件下完成整周未知数的搜索与求解,在整周未知数解固定下来之后,通过电台(数据链)接收来自基准站的数据,同时采集观测数据,进行每一观测历元的实时处理。只要在作业过程中,能观测到不少于 5颗卫星的信号,并且具有必要的几何图形强度,流动站就可在 10km 测程范围内实时地得到厘米级精度的三维定位。流动站通过接收基准站的改正数和卫星信号,能够很快地确定测点的位置,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,求得流动接收机的实时位置. 3激光盘煤技术激光盘煤按三维坐标的获取方式不同,有以下两种第一种为用激光测距原理获取三维坐标,D 摄像机用光学三角原理获取三维坐标。激光测距工作基本原理: 三维激光扫描仪采用激光测距技术,向目标物体发出激光脉冲信号,被测物体表面漫反射后,沿几乎相同的路径反向传回到接收器,根据接受反射激光的时间差,求出被测目标点和激光头之间的距离 R,在三维激光扫描仪工作时,仪器内部的棱镜通过快速的旋转,把激光头发射的一维激光转换为二维激光,与此同时,伺服马达也进行旋转,以获得第三维的信息。通过记录棱镜的旋转获得激光束与垂直方向的夹角,伺服马达的旋转可以获得激光束与水平初始方向的夹角。三者结合进行计算就能获得被测点三维坐标( X,Y,Z). ?激光测距还以根据现场实际情况,激光只在二维面旋转扫面, 同时沿垂直于二维面的直线匀速运动,这样也可获得三维坐标信息。脉冲测距模型激光盘煤系统硬件部分大致可分为如下的模型: 数据采集终端由激光扫描仪,控制器(单片机),微处理器组成。数据处理终端主要是 PC 机或工业计算机。数据传输部分可为电缆或 GPRS 传输各个部分可以根据系统具体设计方案进行选择。数据采集终端的设计激光扫描系统:扫描仪可直接采购,激光扫描微控制单元是协调激光扫描仪各部件的工作。控制器的选择:单片机微处理器两种选择,可根据功能和成本进行选择。常见的微处理器有 x86 系列, MIPS 体系, Power PC ARM 等,操作系统可选择嵌入式操作系统,其中可选择 uLinux 操作系统,它是开源的,运行稳定可靠的系统。数据处理终端设计:主要是为了处理采集的数据,进行三维重建和体积的计算,根据使用环境选择工业计算机。可用 VC 作为应用软件开发工具,结合功能强大的 OpenGL 图形库对三维点云数据进行处理和显示。上位机的功能可划为以下几块。 |
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