一种基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103473404A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103473404103473404A(43)申请公布日2013.12.25(21)申请号201310390378.2(22)申请日2013.08.30(71)申请人南京梅山冶金发展有限公司地址210039江苏省南京市雨花台区中华门外新建申请人上海梅山钢铁股份有限公司(72)发明人陈小文钱小峰(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人顾进(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称一种基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法(57)摘要本发明公开了一种基于断面实测数据的三心拱巷道全新实体建模方法，通过在一个断面上采集特征点空间数据，由特征点三维坐标解算出巷道断面的空间位置与实际尺寸，利用实际尺寸与三心拱标准参数拟合，生成特定空间位置既具有实际掘进尺寸又能准确表达拱形的一系列巷道断面。然后利用三维建模软件，在两两断面间创建实体，从而实现整体巷道模型建立，并有效解决了巷道实体模型持续更新的问题，所生成的巷道实体模型能够真实反映巷道的形态，完全能够满足采矿设计、采矿设备布置规划等要求。CN103473404ACN10347ACN103473404A权利要求书1/1页1.一种基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）获得巷道断面上的四个特征点数据，所述特征点包括巷道断面顶板特征点、底板特征点、左帮特征点和右帮特征点；（2）根据步骤（1）中获得的特征点数据，计算断面空间关键点坐标和关键参数，所述关键点包括断面底边两端角点，所述关键参数包括断面宽度、断面方位角、断面实际高度、断面拱高和断面墙高。（3）分别计算断面拱顶三段圆弧的内插点坐标，由内插点连线生成断面扇形拱；（4）根据步骤（2）中获得的断面空间关键点坐标和关键参数，结合步骤（3）中得到的断面扇形拱，形成断面的完整轮廓。（5）连接生成的各个断面，形成可持续更新的巷道实体模型。2.根据权利要求1所述的基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法，其特征在于：所述步骤（1）中断面特征点数据通过全站仪测量获得。3.根据权利要求1或2所述的基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法，其特征在于：所述步骤（3）中三段圆弧包括断面右侧小圆弧、断面左侧小圆弧和大圆弧；所述断面右侧小圆弧内插点第k点坐标通过下式运算得出：Xk=X1+（(rB0×WAB-(rB0×WAB×cos（β×k/n））×sin（αAB+π）Yk=Y1+（(rB0×WAB-(rB0×WAB×cos（β×k/n））×cos（αAB+π）Zk=H-h+(rB0×WAB×sin（β×k/n）)其中，0≤k<n，n指右侧小圆弧被分为n等分；所述断面左侧小圆弧内插点第k点计算公式为：Xk=X1+（(rB0×WAB-(rB0×WAB×cos（β×k/m））×sin（αAB）Yk=Y1+（(rB0×WAB-(rB0×WAB×cos（β×k/m））×cos（αAB）Zk=H-h+(rB0×WAB×sin（β×k/m）)其中，0≤k<m，m指左侧小圆弧被分为m等分；大圆弧内插点计算方法为：以断面底边两端角点连线中点坐标作为起算点，分别计算左右两段圆弧的内插点，顶板特征点右侧弧段第k点计算公式为：Xk=(X1+X3)/2+（RB0×WAB+RB0×WAB×sin（β×k/j））×sin（αAB）Yk=(Y1+Y3)/2+（RB0×WAB+RB0×WAB×sin（β×k/j））×cos（αAB）Zk=Z2-(RB0×WAB-RB0×WAB×cos（α×k/j））顶板特征点左侧弧段第k点计算公式为：Xk=(X1+X3)/2+（RB0×WAB+RB0×WAB×sin（β×k/j））×sin（αAB+π）Yk=(Y1+Y3)/2+（RB0×WAB+RB0×WAB×sin（β×k/j））×cos（αAB+π）Zk=Z2-(RB0×WAB-RB0×WAB×cos（α×k/j））其中，0≤k<j，j指顶板特征点左右两侧圆弧分别被分为j等分。2CN103473404A说明书1/5页一种基于断面测量数据的实测三心拱巷道实体建模方法技术领域[0001]本发明属于计算机三维建模技术领域，尤其是涉及一种基于断面测量数据的三心拱巷道实体建模方法。背景技术[0002]巷道是地下采矿时在岩体或矿层中开凿的通道，用于采矿、运输、通风、排水、动力供应等。在二维方式下，巷道被抽象显示成双线，这只能表示巷道宽度及平面坐标，不能显示巷道空间位置，更不能完整展示巷道空间形态。随着计算机三维建模技术的成熟及采矿生产