一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法与流程

本发明涉及煤矿井下激光放样，更具体地说，它涉及一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法。

背景技术：

1、随着煤矿智能化采掘技术持续推广，掘进工作面自动化截割、巷道断面放样均需要高精度的巷道轮廓基准，由于人工标定需要测量人员长时间进入掘进迎头区域，井下落煤产生的高浓度粉尘、爆破引发的围岩震动都会干扰人工测量读数，不仅作业效率偏低，人员还会面临片帮、冒顶的安全风险，因此，目前大多采用矿用激光定向设备进行标定测量。

2、然而现有矿用激光定向设备大多只能输出炮孔定位标记点或者单一断面轮廓线，仅能标注巷道局部参照边线，难以直接投射完整巷道轮廓，想要得到整条巷道标定轮廓，需要操作人员多次挪动设备、反复记录点位坐标，且需要通过人工拼接坐标生成轮廓，整体工序繁琐，测量周期长；由于井下复杂工况会进一步放大现有激光标定设备的性能缺陷，巷道内方案参数差异会吸收、散射激光光束，远距离投射后激光亮度大幅衰减，投射在巷壁的线条会模糊虚化；激光投射距离变化会造成光路畸变，同等设计长度的激光线段在不同投射位置会出现尺度拉伸，图形比例失真；围岩长期受压产生设计后，巷壁实际轮廓偏离设计断面，固定参数的激光投影无法适配这类局部形态变化；未将方案参数轮廓适配、光路距离校正、对位对位校准、断面设计适配整合到一套标定流程中，不同干扰因素叠加后，最终成型的标定轮廓误差会持续累积，难以满足智能掘进的精度要求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，该方法包括以下具体步骤：

4、根据激光定向仪输出的全断面轮廓激光、炮孔定位标记、支护参照线组合投射光束生成原始几何标定图形；

5、根据原始几何标定图形与施工方案参数匹配激光投射轮廓形态得到初级几何标定图形；

6、对初级几何标定图形进行修正，结合激光定向仪至巷壁投射距离进行光路补偿生成等距保形标定图形；

7、优选地，还包括：

8、激光定向仪搭载本地触控屏、蓝牙、wifi无线通信单元，基于本地触控或外部防爆手机、电脑下发图形编辑指令。

9、优选地，根据激光定向仪输出的全断面轮廓激光、炮孔定位标记、支护参照线组合投射光束生成原始几何标定图形，具体包括以下步骤：

10、根据巷道放样参数调节激光定向仪的投射工作状态，得到适配当前巷道环境的炮孔定位标记点、断面轮廓线与轮廓与标记组合投影光束；

11、结合各类投影光束生成构图基底，根据巷道壁面空间形态对构图基底进行全域贴合投射形成初始巷道激光轮廓；

12、对初始巷道激光轮廓进行调整，优化光束排布形态与轮廓贴合精度得到原始几何标定图形。

13、优选地，根据原始几何标定图形与施工方案参数匹配激光投射轮廓形态得到初级几何标定图形，具体包括以下步骤：

14、基于巷道轮廓匹配程度匹配原始几何标定图形的激光输出轮廓适配亮度，确定贴合当前井下环境的激光投射轮廓基准准；

15、根据激光投射轮廓基准对原始几何标定图形的整体轮廓形态进行全域同步校正处理得到轮廓适配值；

16、整合轮廓适配值与轮廓优化值生成透光均匀轮廓完整的初级几何标定图形。

17、优选地，对初级几何标定图形进行修正，结合激光定向仪至巷壁投射距离进行光路补偿生成等距保形标定图形，具体包括以下步骤：

18、获取激光定向仪至巷壁投射距离得到激光投射距离值；

19、根据光路补偿修正数据，对初级几何标定图形进行逐区域光路适配校正得到等距保形标定图形。

20、优选地，根据对位校准偏移量中图形整体平移的掌子面对位校准的程度，生成粗定位对位分段基准图形，具体包括以下步骤：

21、根据对位平移校正数据对等距保形标定图形进行整体平移对齐校正得到对位校正后的标定校正图形；

22、以得到的对位校正后的完整标定图形为基础，根据巷道布设特征对标定校正图形进行连续分段切割得到多组初始分段标定图形；

23、整合各初始分段标定图形生成粗定位对位分段基准图形。

24、优选地，还包括以下步骤：

25、基于断面尺寸参数对粗定位对位分段基准图形的整体轮廓边界进行适配调整得到过渡标定图形；

26、结合巷道断面设计参数对过渡标定图形的局部轮廓偏差得到轮廓偏移修正值；

27、根据轮廓偏移修正值确定单段成型标定图形。

28、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：结合投射距离开展光路补偿校正，消除不同投射距离带来的光路畸变、图形尺度拉伸失真问题；最后适配巷道断面设计参数微调局部轮廓，适配断面设计调整带来的轮廓变动，为掘进自动化截割、巷道断面放样提供可靠的轮廓基准。

1.一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，根据激光定向仪输出的全断面轮廓激光、炮孔定位标记、支护参照线组合投射光束生成原始几何标定图形，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，根据原始几何标定图形与施工方案参数匹配激光投射轮廓形态得到初级几何标定图形，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，对初级几何标定图形进行修正，结合激光定向仪至巷壁投射距离进行光路补偿生成等距保形标定图形，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，根据对位校准偏移量中图形整体平移的掌子面对位校准的程度，生成粗定位对位分段基准图形，具体包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种振镜激光线投影技术的煤矿井下巷道激光投影标定方法，其特征在于，还包括以下步骤：