[发明专利]一种基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法

权利要求书

1.一种基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）获得巷道断面上的四个特征点数据，所述特征点包括巷道断面顶板特征点、底板特征点、左帮特征点和右帮特征点；

（2）根据步骤（1）中获得的特征点数据，计算断面空间关键点坐标和关键参数，所述关键点包括断面底边两端角点，所述关键参数包括断面宽度、断面方位角、断面实际高度、断面拱高和断面墙高。

（3）分别计算断面拱顶三段圆弧的内插点坐标，由内插点连线生成断面扇形拱；

（4）根据步骤（2）中获得的断面空间关键点坐标和关键参数，结合步骤（3）中得到的断面扇形拱，形成断面的完整轮廓。

（5）连接生成的各个断面，形成可持续更新的巷道实体模型。

2.根据权利要求1所述的基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法，其特征在于：所述步骤（1）中断面特征点数据通过全站仪测量获得。

3.根据权利要求1或2所述的基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法，其特征在于：所述步骤（3）中三段圆弧包括断面右侧小圆弧、断面左侧小圆弧和大圆弧；

所述断面右侧小圆弧内插点第k点坐标通过下式运算得出：

Xk=X1+（(rB0×W_AB-(rB0×W_AB×cos（β×k/n））×sin（α_AB+π）

Yk=Y1+（(rB0×W_AB-(rB0×W_AB×cos（β×k/n））×cos（α_AB+π）

Zk=H-h+(rB0×W_AB×sin（β×k/n）)

其中，0≤k<n，n指右侧小圆弧被分为n等分；

所述断面左侧小圆弧内插点第k点计算公式为：

Xk=X1+（(rB0×W_AB-(rB0×W_AB×cos（β×k/m））×sin（α_AB）

Yk=Y1+（(rB0×W_AB-(rB0×W_AB×cos（β×k/m））×cos（α_AB）

Zk=H-h+(rB0×W_AB×sin（β×k/m）)

其中，0≤k<m，m指左侧小圆弧被分为m等分；

大圆弧内插点计算方法为：以断面底边两端角点连线中点坐标作为起算点，分别计算左右两段圆弧的内插点，顶板特征点右侧弧段第k点计算公式为：

Xk=(X1+X3)/2+（RB0×W_AB+RB0×W_AB×sin（β×k/j））×sin（α_AB）

Yk=(Y1+Y3)/2+（RB0×W_AB+RB0×W_AB×sin（β×k/j））×cos（α_AB）

Zk=Z2-(RB0×W_AB-RB0×W_AB×cos（α×k/j））

顶板特征点左侧弧段第k点计算公式为：

Xk=(X1+X3)/2+（RB0×W_AB+RB0×W_AB×sin（β×k/j））×sin（α_AB+π）

Yk=(Y1+Y3)/2+（RB0×W_AB+RB0×W_AB×sin（β×k/j））×cos（α_AB+π）

Zk=Z2-(RB0×W_AB-RB0×WAB×cos（α×k/j））

其中，0≤k<j，j指顶板特征点左右两侧圆弧分别被分为j等分。