煤矿道路的数字建模方法基于毫米波雷达阵列
Xusheng Xue1,2, Xingyun Yang3,4, Jianing Yue1,2
1School of Mechanical Engineering, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an, 710054, China.
Scientific reports
|August 10, 2024
概括
这项研究引入了一种毫米波雷达阵列,用于精确的煤矿道路的数字建模,克服可见性差和传感器限制. 这种新方法提高了点云密度,并减少了用于更安全的地下环境的重建错误.
科学领域:
- 地质科学和矿业工程 矿业科学和矿业工程
- 传感器技术和数据处理数据处理
- 计算几何学和3D建模3D建模
背景情况:
- 煤矿道路面临着数据采集的挑战,原因是狭窄的空间,低/不均的照明,灰尘和水雾.
- 传统的视觉和激光传感器在这些恶劣的地下环境中表现出不良的准确性和可靠性.
- 现有的方法难以应对复杂的环境干扰和单个传感器不完全扫描.
研究的目的:
- 提出使用毫米波雷达阵列的煤矿道路的新型数字建模方法.
- 解决现有传感器和环境干扰的局限性,以实现精确的3D重建.
- 为地下公路数字建模提供新的研究方法.
主要方法:
- 开发了一种用于处理环境干扰的毫米波点云的多层过降噪和动态子图注册.
- 构建了一个毫米波雷达阵列采集系统,并改进了点云融合的代最接近点 (ICP) 算法.
- 采用密度加权的Poisson表面重建来改进道路结构并创建数字模型.
主要成果:
- 毫米波雷达阵列方法准确地捕获了围绕岩石的道路信息.
- 在公路点云密度上实现了22.4%的增加.
- 对于重建的道路宽度 (0.82%) 和高度 (0.72%) 证明了低的平均绝对误差百分比.
结论:
- 拟议的毫米波雷达阵列数字建模方法对于精确的煤矿道路重建是有效的.
- 与现有方法相比,该方法显著提高了数据密度和模型准确性.
- 为在具有挑战性的地下采矿环境中进行数字建模提供了强大的解决方案.
