[发明专利]适用于开采空间设备动态定位的方法

说明书

本发明公开一种适用于开采空间设备动态定位的方法，包括以下步骤：步骤1、建立空间三维模型，步骤2、设置原点定标装置，步骤3、放置设备三维模型，步骤4、布置设备，步骤5、建立实景三维模型，步骤6、模型融合。本发明可以在工作面三维空间中指定任意原点和坐标轴，并实现支架的精确定位。

技术领域

本发明涉及采掘技术领域，尤其涉及一种适用于开采空间设备动态定位的方法。

背景技术

采煤工作面作为煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，是矿井事故的多发地点。因此，全面做好支架管理的工作，发挥其在安全采煤中的作用，成为煤矿安全管理迫切需要解决的问题。

目前所有关于支架位态和姿态的检测均以地磁坐标为基准，地磁坐标是以地磁的指向为依据，在矿井内地磁比较紊乱，因此精确定标比较困难。同时，支架的调整均以地磁坐标为参考，会出现累计误差，这是导致支架定位不准的主要原因。以地磁为核心的定位定向技术适合指导矿道掘进操作，以确保掘进方向，而不适合指导支架的调整。

在实际采煤过程中，所有支架随着煤层开采移动，移动方式可以本架移架，邻架移架和成组支架移架，但是移动后的支架在三维空间中也没有明确的坐标原点和三个坐标轴。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明旨在提供一种适用于开采空间设备动态定位的方法，可以在工作面三维空间中指定任意原点和坐标轴，实现支架的精确定位。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开一种适用于开采空间设备动态定位的方法，包括以下步骤：

步骤1、建立空间三维模型：根据地测数据，建立采煤工作面空间的空间三维模型；

步骤2、设置原点定标装置：在空间三维模型中设置原点标定坐标，在巷道现场中对应于所述原点标定坐标的位置设置坐标原点定标装置；

步骤3、放置设备三维模型：在空间三维模型中按照预定位置放置设备三维模型，所述设备三维模型标识有关键点，获取关键点相对于原点标定坐标的标定信息；

步骤4、布置设备：根据标定信息在工作面布置设备，设备上设置有与所述关键点对应的设备原点标定装置，布置设备的原则为：设备布置后，设备原点标定装置相对于坐标原点定标装置的坐标与关键点相对于原点标定坐标的坐标相同；

步骤5、建立实景三维模型：扫描整个采煤工作面，获得采煤工作面实际的三维空间数据，根据三维空间数据建立实景三维模型，所述实景三维模型的坐标原点为坐标原点定标装置，获得设备在实景三维模型中的标定数据；

步骤6、模型融合：将实景三维模型融合到空间三维模型。

优选的，所述设备包括若干个支架。

进一步的，步骤6之后还包括：

步骤7、重定位原点：第一个支架移动后，将第一个支架的设备三维模型作为空间三维模型中坐标系的新原点，并变换所有设备的设备三维模型的坐标信息；

步骤8、重定位设备：按照采煤作业要求，在空间三维模型中移动其它设备的设备三维模型，移动后更新所有设备的标定信息；

步骤9、重复步骤4、步骤5、步骤6，直至整个采煤工作面结束。

进一步优选的，所述设备包括液压支架、采煤机、刮板运输机。

优选的，步骤5中，使用空间标定设备扫描整个采煤工作面。

优选的，步骤8中，所有支架的设备三维模型从第一个开始依次移动。

本发明的有益效果如下：

1、本发明解决了采煤工作面三维空间的原点定位问题，在采煤工作面三维空间中，坐标系可以是任意的，没有确定的坐标原点和三个坐标轴，方向也可以任意指定。本发明能够在工作面三维空间中指定任意原点和坐标轴。