[发明专利]露天矿地表三维模型构建方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种露天矿地表三维模型构建方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：基于时间维度对采集设备针对目标区域采集的局部点云数据进行第一融合处理；基于空间维度对局部点云数据进行第二融合处理；基于第一融合处理后的数据和第二融合处理后的数据进行目标分割处理；基于目标分割处理后的数据对露天矿地表的历史三维模型进行更新，得到露天矿地表更新后的三维模型。可以分离非物理对象并还原被遮挡的局部采场模型，从而实现多时空下的局部点云融合，还原真实地理空间，快速构建露天矿开采场景三维模型；此外，该方法可以快速、精确的构建露天开采场景的三维模型，可以满足场景更新频繁的露天智能开采场景需求。

技术领域

本发明涉及露天矿开采领域，尤其涉及一种露天矿地表三维模型构建方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

露天采场三维自动建模是露天智能开采的重要前提。现有的建模方法包括：①基于传统测量手段建模，使用全站仪等测量设备对露天矿开采场景进行测量，通过对测量数据进行处理获得坡顶底、坑道边界等线上各个空间离散点，进而基于约束Delaunay产生坑内三维数字模型(TIN)，再与采场周围的数字高程模型(DEM)进行空间布尔运算产生最终的露天矿三维数字模型，该方法数据采集困难，建模时效性低；②基于无人机倾斜摄影测量建模，利用低成本便携式航拍摄相机方便快捷地获取露天矿照片序列，基于图像序列的运动与结构重建方法进行采场三维特征点自动提取，基于光束平差法将生成的露天矿各区域点云数据自动融合成为完整的三维模型，但后期建模计算量巨大，建模时间长，同时剔除场景中装备等非地理对象较为困难，其鲁棒性有待进一步提升；③基于激光扫描仪建模，在静止状态下进行数据采集，通过扫描仪获取三维激光点云数据，并结合RTK-GNSS的绝对坐标信息，通过将多种数据联合解算获取空间坐标基准下的高精度地表三维测量数据，但数据采集周期较长，对一些遮挡严重的特殊地形处理较差，且后期数据处理费时，时效性低。

综上所述，现有的建模方法无法适用于环境更新频繁的露天智能开采场景，无法满足智能矿山运行所需的高精度三维地形模型，且存在数据采集成本高、分辨率低、未将模型中地理与非地理对象分离等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种露天矿地表三维模型构建方法、装置、设备及存储介质，旨在分离非物理对象并还原被遮挡的局部采场模型，快速构建露天矿开采场景三维模型，满足露天矿开采需求。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了露天矿地表三维模型构建方法，包括：

基于时间维度对采集设备针对目标区域采集的局部点云数据进行第一融合处理；

基于空间维度对所述局部点云数据进行第二融合处理；

基于所述第一融合处理后的数据和所述第二融合处理后的数据进行目标分割处理；

基于所述目标分割处理后的数据对露天矿地表的历史三维模型进行更新，得到所述露天矿地表更新后的三维模型。

上述方案中，所述第一融合处理和所述第二融合处理之前，所述方法还包括：

获取采集设备针对目标区域采集的局部点云数据；

对所述局部点云数据进行数据预处理，所述数据预处理包括：点云分组、时序序列化及数据删减处理；

相应地，基于所述数据预处理后的局部点云数据进行所述第一融合处理和所述第二融合处理。

上述方案中，所述基于时间维度对采集设备针对目标区域采集的局部点云数据进行第一融合处理，包括：

获取相邻帧点云之间的姿态变换矩阵；

基于所述姿态变换矩阵对所述局部点云数据进行帧间匹配，得到所述第一融合处理后的数据。

上述方案中，所述方法还包括：