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一种基于骨架收缩的复杂巷道网络中心线计算方法

发布时间: 2025-07-10

基本信息

合作方式： 技术服务
成果类型： 发明专利
行业领域：
新一代信息技术
成果介绍
地下矿山巷道作为矿山资源开采的重要基础和主要组成部分，其空间几何信息的精准掌握是实现矿山数字化与智能化管理的关键。巷道中心线作为巷道空间几何的骨架结构，不仅是进行巷道建模、导航、监测与维护的重要数据基础，还直接关系到矿山生产效率和安全管理水平。由于地下矿山井巷工程中巷道网络结构复杂，其多样性和交叉性给中心线的获取带来了较大的困难与挑战。本成果提出一种基于骨架收缩的复杂巷道网络中心线计算方法，属于地下矿山三维建模与点云数据处理技术领域，用于复杂巷道网络中心线计算，包括将地下矿山巷道点云数据建立KDTree获取点的邻域集合，根据邻域点集计算点的几何特征与邻域距离；对地下矿山巷道点云数据进行迭代收缩；根据每个收缩骨架点的几何特征进行骨架细化，并结合八叉树滤波方法去除离散噪声点；利用主成分方法及DBScan算法处理交叉区域点集，并判断交叉口类型，对每个交叉口进行中心点精细化计算；将无序的中心点拟合成有序的中心线。对比现有技术，本成果能够准确计算地下矿山井巷工程整体巷道中心线，克服交叉错层复杂结构特征，并针对不同巷道交叉口类型实现精细化计算。
成果亮点
本成果采用由粗到精的计算流程，基于巷道点云几何特征和滤波方法进行骨架粗收缩和细化，根据巷道中Y形和T形交叉口形态特征，分别设计不同的处理方法，实现中心线精计算，能够解决巷道交叉、错层等复杂位置的中心线难以计算问题，为实现矿山数字化与智能化管理提供有效的空间几何信息。
团队介绍
目前团队共有专职科研人员46名，其中教授9名，副高级职称2名，具有博士学位人员13名，博士研究生3名，硕士研究生30名；俄罗斯自然科学院外籍院士1人，国家科技奖励获奖者2人，《国家新世纪百千万人才工程》国家级人才首批入选者1人，国家自然科学基金重点基金获得者1人，山东省“突出贡献中青年专家”2人，山东省杰出青年基金获得者2人。实验室基本形成了一支以教授、副教授为学术骨干的老、中、青相结合的研究队伍，学术梯队合理。承担国家级省部级科技项目20余项，多项研究成果达到国际先进水平，获省部级科技奖励10余项，发表高水平学术论文200余篇。
成果资料