[发明专利]一种基于三维扫描点云的半孔率自动计算方法

摘要

本发明属于爆破技术领域，具体为一种基于三维扫描点云的半孔率自动计算方法，扫描获取爆破后岩壁面的空间信息，得到点云数据，拼合成三维模型；将炮孔的信息导入到模型中，生成炮孔轴线并修正到实际的轴线位置，识别并提取炮孔孔痕所在的点云；计算孔痕上的点到炮孔轴线的距离D，判断D与阈值D0的大小关系，得到所有半孔上的点；生成垂直于炮孔轴线且等间距的平面，面与半孔相交，根据所交的点，拟合其组成的圆弧，计算圆弧长度C，判断C与阈值C0的大小关系，得到所有完整半孔段；统计完整半孔段的个数，乘以平面间距的设定值，得到全部半孔长度L1，计算L1与炮孔总长度L的比值，得到该次爆破的半孔率。本发明工作量小、误差小、效率高。

主权项

一种基于三维扫描点云的半孔率自动计算方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1：用三维激光扫描仪分多站扫描获取爆破完成后整个岩壁面的空间信息，得到爆破后岩壁面的点云数据；步骤2：将扫描得到的三维点云导入到点云处理软件中，通过点云拼接将各站扫描点云拼合成一幅完整的岩壁表面三维点云模型，并通过坐标转换将岩壁面三维点云模型转换成大地坐标；步骤3：将炮孔的设计定位坐标、轴线方位及长度信息导入到三维点云模型中，并自动生成炮孔轴线，作为后续炮孔自动识别的参考；步骤4：利用点云算法软件，通过最小二乘法将炮孔设计轴线方位修正到实际爆破完成后的轴线位置，并且以修正后的炮孔轴线为参考自动识别圈定并提取岩壁三维点云模型上的炮孔孔痕所在的点云区域；步骤5：计算炮孔孔痕上的点到炮孔轴线的空间距离D，判断炮孔孔痕上点到炮孔轴线的距离D与设定的阈值D0之间的大小关系：当距离D大于设定的阈值D0时，排除该点；当距离D不大于设定的阈值D0时，将该点计入为半孔上的点。按上述方法依次判断所有炮孔孔痕上点是否为半孔上的点。步骤6：生成一系列垂直于炮孔轴线且间距为设定值的平面，面与半孔相交，根据所交的点，拟合这些点所组成的圆弧，计算圆弧长度C，当相邻两个面所计算的C值均不小于设定的阈值C0时，认为这两个面之间的半孔段是完整的；否则，认为该半孔段是不完整的；步骤7：统计所有完整半孔段的个数，乘以平面间距的设定值，得到所有的半孔长度L1，计算L1与炮孔总长度L的比值，得到该次爆破岩壁面的半孔率。