[发明专利]一种基于激光扫描的煤岩识别方法

摘要

一种基于激光扫描的煤岩识别方法同，利用激光扫描技术分别测量煤和岩石表面在不同距离处对扫描激光束的反射率，并实时获取激光扫描煤样品和岩石样品的表面三维形态信息。建立标准煤和标准岩石的激光扫描“距离‑反射率”之间的变化关系，确定标准煤和标准岩石的不同表面三维形态在不同距离处所对应的反射率修正系数；建立不同表面三维形态的标准煤和标准岩石所对应的激光扫描“距离‑反射率”的特征数据库，在对现场煤岩对象进行识别时，通过对实测煤岩对象表面的特征值和事先测定的煤岩标准特征数据相比对，从而实时快速的识别出煤岩类型。本发明具有方法简单、计算速度快、自动化程度高、准确率高的特点，适用于复杂环境下煤岩类型的识别。

主权项

一种基于激光扫描的煤岩识别方法，特征在于，包括以下步骤：(1)首先在相同的激光扫描条件下，分别对已知煤样品和已知岩石样品在不同距离处的表面三维形态下进行入射扫描激光束测量，实时获取激光扫描煤样品和岩石样品在不同距离下的反射率；(2)通过不同距离下的反射率建立标准煤和标准岩石的激光扫描“距离‑反射率”之间的变化关系SC(d)和SR(d)，d表示激光扫描装置与被测对象之间的距离，通过公式：ρx(d)=(∂X∂A)2σA2+(∂X∂d)2σd2+(∂X∂θ)2σθ2ρy(d)=(∂Y∂A)2σA2+(∂Y∂d)2σd2+(∂Y∂θ)2σθ2ρz(d)=(∂Z∂A)2σA2+(∂Z∂d)2σd2+(∂Z∂θ)2σθ2]]>确定标准煤和标准岩石的不同表面三维形态在不同距离处所对应的反射率修正系数；式中，ρx(d)、ρy(d)、ρz(d)分别表示激光扫描表面三维形态在不同距离处所对应的在x，y，z方向上的反射率修正系数；σA、σd、σθ分别表示激光扫描被测对象的面积、距离和角度的方差值；(3)分别建立标准煤和标准岩石不同表面三维形态的标准煤和标准岩石所对应的激光扫描“距离‑反射率”的特征数据库：KC(SC(d)，ρC(d)，d)和KR(SR(d)，ρR(d)，d)，其中：ρC(d)表示激光扫描的标准煤表面三维形态在不同距离处所对应的在x，y，z方向上的反射率修正系数矩阵；ρR(d)表示激光扫描的标准岩石表面三维形态在不同距离处所对应的在x，y，z方向上的反射率修正系数矩阵；(4)在相同的激光扫描条件下，对现场待测煤或岩石在不同距离处的表面三维形态下进行入射扫描激光束测量，实时获取激光扫描煤或岩石在不同距离下的反射率，得到现场待测煤或岩石在不同距离处的表面三维形态下的激光扫描“距离‑反射率”之间的变化关系SM(d)；(5)根据变化关系SM(d)，计算现场待测煤或岩石的不同表面三维形态在不同距离处所对应的反射率修正系数ρM(d)，获取不同表面三维形态的现场煤或岩石的激光扫描“距离‑反射率”的特征数据库KM(SM(d)，ρM(d)，d)；(6)根据特征数据库KM(SM(d)，ρM(d)，d)和特征数据库KC(SC(d)，ρC(d)，d)和KR(SR(d)，ρR(d)，d)之间的关系来判别煤岩类型，其步骤如下：如果则判别煤岩类型为煤，其中λ1表示煤岩类型为煤的判别系数，λ1∈[0，0.5]，可根据识别情况调节煤的判别系数λ1的值来提高精度，当井上质检人员抽检发现实际产品中杂质岩石的含量增高时，则增大煤的判别系数λ1；如果则判别煤岩类型为岩石，其中λ2为煤岩类型为岩石的判别系数，λ2∈[0，0.5]，可根据识别情况调节λ2的值来提高精度，当井上质检人员抽检发现实际产品中杂质岩石的含量增高时，则增大岩石的判别系数λ2；根据特征数据库KM(SM(d)，ρM(d)，d)、特征数据库KC(SC(d)，ρC(d)，d)和KR(SR(d)，ρR(d)，d)之间的关系即可快速判别煤岩的类别，从而获取场煤或岩石识别信息。