一种基于VR的矿井勘测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及环境勘测技术相关领域，设置公开了一种基于VR的矿井勘测系统及方法，包括姿态校验模块、相对定位模块、空间绘制模块以及勘测辅助模块，可用于代替人工进行矿井前期的勘测工作，从而降低人员安全风险，同时相较于现有技术中的无人洞穴勘测设备，本申请则通过相关设备的配合，实现了方便以及精准的地下定位与矿井空间结构的绘制，具有较高的矿井环境绘制精度，修正后获得的空间结构模型能够为后期的人工勘测提供更加精准的方案制定依据。期的人工勘测提供更加精准的方案制定依据。期的人工勘测提供更加精准的方案制定依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR的矿井勘测系统及方法


[0001]本专利技术涉及环境勘测技术相关领域，具体是一种基于VR的矿井勘测系统及方法。

技术介绍

[0002]如今，虽然新型能源正在被广泛的普及应用，但是对于传统煤矿资源的开采使用依然十分重要，在矿产（包括煤炭以及各种金属矿产资源）的开采中，对于矿井环境的前期勘测对于后期的开采规划是十分重要的，不仅涉及到后期开采效率，同时基于勘测结果的规划也影响着开采工作的人员安全。
[0003]因为矿井下方往往无法直接建立与地表以及定位卫星的通信连接，现有技术中的勘测设备在绘制地下矿井空间环境结构时，随着绘制体量的增加，误差会逐渐积累，导致勘测数据与实际偏移较大，影响后期规划使用，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于VR的矿井勘测系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于VR的矿井勘测系统，包含：姿态校验模块，用于通过预设的姿态校验程序获取勘测设备的实时姿态数据，所述实时姿态数据用于表征所述勘测设备在任一时刻的相对于空间正交坐标系的方位指向状态，所述空间正交坐标系基于所述勘测设备唯一且确定；相对定位模块，用于与相邻的所述勘测设备建立通信，并通过位置传感器获取相邻所述勘测设备的相对位置信息，所述相对位置信息用于表征所述勘测设备相对于空间正交坐标系的位置信息；空间绘制模块，用于基于数组所述相对位置信息建立所述勘测设备在矿井中的空间位置数据，基于与所述空间位置数据相对应的所述实时姿态数据以及空间分布数据拟合建立所述矿井的空间结构模型，所述空间位置数据用于表征所述勘测设备的运动路径，所述空间分布数据为所述勘测设备在各处所采集的矿井空间分布情况；勘测辅助模块，用于获取来自控制端的图像控制信号，响应所述图像控制信息以获取VR辅助图像，输出所述VR辅助图像，所述VR辅助图像用于表征所述矿井内指定区域的图像信息。
[0006]作为本专利技术的进一步方案：还包括运动控制模块；所述运动控制模块，与多个所述勘测设备建立通信，用于控制多个所述勘测设备运动，相邻多个可建立通信的所述勘测设备的运动时间段相互交错设置。
[0007]作为本专利技术的再进一步方案：所述空间绘制模块包括骨架绘制单元、结构绘制单元以及对象区分单元；所述骨架绘制单元，用于根据某一时间段内的数组所述相对位置信息进行分析，
以基于所述空间正交坐标系建立所述空间位置数据，与多个所述勘测设备相对应的多组相对位置信息用于通过多参考系校正所述空间位置数据；所述结构绘制单元，用于通过预设的勘测绘制传感器对所述勘测设备预设方向的矿井环境进行扫描以获取空间结构分布数据，通过所述实时姿态数据对所述空间结构分布数据进行基于所述空间位置数据的校正，从而建立空间结构分布模型；所述对象区分单元，用于通过预设的勘测绘制传感器对所述勘测设备预设方向的矿井环境进行扫描以获取空间对象分布数据，并基于所述空间分布对象数据对所述空间结构分布模型进行增量覆盖，以生成空间结构分布模型，所述空间对象分布数据用于表征材料类型及状态。
[0008]作为本专利技术的再进一步方案：所述姿态校验程序基于姿态传感器获取实时姿态数据，所述位置传感器和勘测绘制传感器均所述姿态传感器以预设的偏移量间隔设置，所述偏移量用于消除空间位置数据与所述空间结构模型建立时的偏移误差。
[0009]作为本专利技术的再进一步方案：所述勘测辅助模块还包括行进辅助单元；所述行进辅助单元，用于获取所述勘测设备预设范围内的空间结构模型，并通过预设的路径分析程序对所述空间结构模型进行分析，所述路径分析程序用于分析确认所述勘测设备的可通过区域。
[0010]本专利技术实施例旨在提供一种基于VR的矿井勘测方法，包括步骤：通过预设的姿态校验程序获取勘测设备的实时姿态数据，所述实时姿态数据用于表征所述勘测设备在任一时刻的相对于空间正交坐标系的方位指向状态，所述空间正交坐标系基于所述勘测设备唯一且确定；与相邻的所述勘测设备建立通信，并通过位置传感器获取相邻所述勘测设备的相对位置信息，所述相对位置信息用于表征所述勘测设备相对于空间正交坐标系的位置信息；基于数组所述相对位置信息建立所述勘测设备在矿井中的空间位置数据，基于与所述空间位置数据相对应的所述实时姿态数据以及空间分布数据拟合建立所述矿井的空间结构模型，所述空间位置数据用于表征所述勘测设备的运动路径，所述空间分布数据为所述勘测设备在各处所采集的矿井空间分布情况；获取来自控制端的图像控制信号，响应所述图像控制信息以获取VR辅助图像，输出所述VR辅助图像，所述VR辅助图像用于表征所述矿井内指定区域的图像信息。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：控制多个所述勘测设备运动，相邻多个可建立通信的所述勘测设备的运动时间段相互交错设置。
[0012]作为本专利技术的再进一步方案：所述基于数组所述相对位置信息建立所述勘测设备在矿井中的空间位置数据，基于与所述空间位置数据相对应的所述实时姿态数据以及空间分布数据拟合建立所述矿井的空间结构模型的步骤具体包括：根据某一时间段内的数组所述相对位置信息进行分析，以基于所述空间正交坐标系建立所述空间位置数据，与多个所述勘测设备相对应的多组相对位置信息用于通过多参考系校正所述空间位置数据；通过预设的传感设备对所述勘测设备预设方向的矿井环境进行扫描以获取空间结构分布数据，通过所述实时姿态数据对所述空间结构分布数据进行基于所述空间位置数
据的校正，从而建立空间结构分布模型；通过预设的传感设备对所述勘测设备预设方向的矿井环境进行扫描以获取空间对象分布数据，并基于所述空间分布对象数据对所述空间结构分布模型进行增量覆盖，以生成空间结构分布模型，所述空间对象分布数据用于表征材料类型及状态。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：可用于代替人工进行矿井前期的勘测工作，从而降低人员安全风险，同时相较于现有技术中的无人洞穴勘测设备，本申请则通过相关设备的配合，实现了方便以及精准的地下定位与矿井空间结构的绘制，具有较高的矿井环境绘制精度，修正后获得的空间结构模型能够为后期的人工勘测提供更加精准的方案制定依据。
附图说明
[0014]图1为一种基于VR的矿井勘测系统的组成框图。
[0015]图2为一种基于VR的矿井勘测系统中空间绘制模块的组成框图。
[0016]图3为一种基于VR的矿井勘测方法的流程框图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现方式进行详细描述。
[0019]如图1所述，为本专利技术一个实施例提供的一种基于VR的矿井勘测系统，包括：姿态校验模块100，用于通过预设的姿态校验程序获取勘测设备的实时姿态数据，所述实时姿态数据用于表征所述勘测设备在任一时刻的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VR的矿井勘测系统，其特征在于，包含：姿态校验模块，用于通过预设的姿态校验程序获取勘测设备的实时姿态数据，所述实时姿态数据用于表征所述勘测设备在任一时刻的相对于空间正交坐标系的方位指向状态，所述空间正交坐标系基于所述勘测设备唯一且确定；相对定位模块，用于与相邻的所述勘测设备建立通信，并通过位置传感器获取相邻所述勘测设备的相对位置信息，所述相对位置信息用于表征所述勘测设备相对于空间正交坐标系的位置信息；空间绘制模块，用于基于数组所述相对位置信息建立所述勘测设备在矿井中的空间位置数据，基于与所述空间位置数据相对应的所述实时姿态数据以及空间分布数据拟合建立所述矿井的空间结构模型，所述空间位置数据用于表征所述勘测设备的运动路径，所述空间分布数据为所述勘测设备在各处所采集的矿井空间分布情况；勘测辅助模块，用于获取来自控制端的图像控制信号，响应所述图像控制信息以获取VR辅助图像，输出所述VR辅助图像，所述VR辅助图像用于表征所述矿井内指定区域的图像信息。2.根据权利要求1所述的一种基于VR的矿井勘测系统，其特征在于，还包括运动控制模块；所述运动控制模块，与多个所述勘测设备建立通信，用于控制多个所述勘测设备运动，相邻多个可建立通信的所述勘测设备的运动时间段相互交错设置。3.根据权利要求2所述的一种基于VR的矿井勘测系统，其特征在于，所述空间绘制模块包括骨架绘制单元、结构绘制单元以及对象区分单元；所述骨架绘制单元，用于根据某一时间段内的数组所述相对位置信息进行分析，以基于所述空间正交坐标系建立所述空间位置数据，与多个所述勘测设备相对应的多组相对位置信息用于通过多参考系校正所述空间位置数据；所述结构绘制单元，用于通过预设的勘测绘制传感器对所述勘测设备预设方向的矿井环境进行扫描以获取空间结构分布数据，通过所述实时姿态数据对所述空间结构分布数据进行基于所述空间位置数据的校正，从而建立空间结构分布模型；所述对象区分单元，用于通过预设的勘测绘制传感器对所述勘测设备预设方向的矿井环境进行扫描以获取空间对象分布数据，并基于所述空间分布对象数据对所述空间结构分布模型进行增量覆盖，以生成空间结构分布模型，所述空间对象分布数据用于表征材料类型及状态。4.根据权利要求1所述的一种基于VR的矿井勘测系统，其特征在于，所述姿态校验程序基于姿态传感器获取实时姿态数据，所述位置传感器和勘测绘制传感器均所述姿态传感器以预设的偏移量间隔设置，所述偏移量用于消除空间位置数据与所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会龙，张扬，
申请(专利权)人：合肥云艺化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：