基于线扫描原理的煤矿巷道变形测量系统

摘要

针对采用三维激光扫描技术测量煤矿巷道变形存在有效扫描距离受限、获取的点云密度低、细节缺失严重、测量精度和效率低等问题,提出了一种基于线扫描原理的煤矿巷道变形测量系统。该系统通过巷道测量机器人的测量相机拍摄线扫描激光器投射出的光平面在巷道表面的光条图像;对光条图像使用线结构光光条中心提取技术,获取光条中心坐标,并将光条中心坐标代入通过光平面标定技术拟合的光平面方程,求解出测量相机坐标系下巷道表面的光条图像点云数据;由旋转电动机带动线扫描激光器和测量相机同步转动,获取巷道全部点云数据;采用多组追踪相机拍摄机器人上的靶标图像,实现机器人位姿连续不间断地追踪与测量;结合机器人位姿测量结果对巷道全部点云数据进行拼接,重构煤矿巷道点云;利用点云切片对煤矿巷道点云进行处理,实现煤矿巷道变形快速测量。实验结果表明,该系统测量误差小于7 mm,具有操作简单、灵活性高、测量速度快、测量范围广及测量精度高等特点。