[发明专利]爆破岩块自动识别和块度特征提取方法及装置

说明书

本发明涉及爆破效果评价领域，特别是一种爆破岩块自动识别和块度特征提取方法及装置。该识别方法包括：步骤1，获取至少2个站点的爆堆表面三维空间原始点云数据；步骤2，原始点云数据预处理；步骤3，由预处理后的原始点云数据计算得到超体聚类点云；步骤4，判别相邻所述超体聚类点云之间的凹凸关系；步骤5，若相邻所述超体聚类点云之间为凸邻接关系，则再聚类形成岩块点云。该特征提取方法包括步骤1，采用上述的识别方法获取岩块点云数据；步骤2，根据各个所述岩块点云所含点数多少，提取特征岩块点云；步骤3，计算所述特征岩块点云的几何特征。该自动识别方法和块度特征提取方法解决了传统方式岩块块度测量效率低和精度低的缺陷。

技术领域

本发明涉及爆破效果评价领域，特别是一种爆破岩块自动识别和块度特征提取方法，以及采用该方法的装置。

背景技术

在爆破工程的试验研究中，由于爆破条件复杂，爆破效果的优劣受多重因素影响，用于评价爆破效果的指标众多，其中爆破块度大小和分布是评价矿山开采爆破效果的主要参数之一。爆破块度可以为爆破参数设计和优化提供基础依据，其直接影响着矿山生产过程中的铲装、运输、机械破碎等后续工艺生产及其经济效益。爆破块度过大，会影响装载效率，过大的岩块还需要进行二次破碎，导致时间和经济成本大大增加，而且二次爆破容易发生飞石伤人等安全事故；块度过小，不仅会产生大量粉尘造成污染，同时也表明使用药量过多，造成了浪费。因此，爆破岩块的快速识别及岩块的块度特征提取，对矿山生产具有重要的指导意义，实现对爆破岩块的识别与特征提取是爆破控制研究迫切需要解决的问题。

目前对爆破块度分布的测量方法主要分为直接测量和间接测量，直接测量存在的耗时耗力，测量难度大，生产效率低等不足。公开号为CN104406983B的中国发明专利采用正面垂直拍摄标准照片的方法对矿石爆堆进行拍摄，在图像处理软件中设置正方形网格，以此正方形网格为基准，对拍摄的照片逐一进行分析，评价爆破块度。该方法获取的爆堆数据完整性较差，认为判断矿石面积在每个方格中的面积准确性欠佳，无法获取单个岩块的具体块度，块度总体分布结果估算误差较大。公开号为CN104463199A的中国发明申请通过提取矿岩块度颜色和纹理特征进行块度分类，对于颜色和纹理特征相似的岩块分类效果欠佳，适用范围受限。

随着三维激光扫描技术的发展，数据获取过程的自动化水平得到了提高，同时仪器设备成本也逐渐降低，因此在越来越多的领域得到广泛的应用。为实现更好的评价效果，如何利用获取的三维点云数据进行爆破块度分析评价，是一个值得深入研究和探索的领域。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有爆破块度评价方法存在的用于评价的爆堆数据完整性差、块度分类精度欠佳、方法适用性局限等不足，提供一种基于爆堆三维空间点云数据的爆破岩块自动识别和特征提取方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种爆破岩块自动识别方法，包括：

步骤1，获取至少2个站点的爆堆表面三维空间原始点云数据；

步骤2，原始点云数据预处理，所述预处理包括拼接、去噪和下采样；

步骤3，由预处理后的点云数据计算得到超体聚类点云；

步骤4，判别相邻所述超体聚类点云之间的凹凸关系；

步骤5，若相邻所述超体聚类点云之间为凸邻接，则再聚类形成岩块点云。

进一步地，所述步骤2中预处理包括原始点云数据拼接、去噪和下采样具体包括下述内容。

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