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结合改进2DGS算法的煤矿井下巷道三维建模技术研究

目录

一、文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1矿业自动化发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2地下工程三维建模的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.1传统建模方法述评．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.2.2基于地质数据的建模技术进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3研究目标与体系框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.3.1技术创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.3.2研究内容布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

二、二维地质数据扫描算法优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.1常用二维建模技术比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1.1电阻率法与地震法的应用差异．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.1.2光束探测技术的局限分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2基于采集误差控制的数据预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.2.1测点噪声抑制方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.2.2异常值剔除策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

2.3二维扫描参数动态调整机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

2.3.1曲率敏感度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.3.2自适应网格加密技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

三、三维巷道重构数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.1空间坐标映射理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.1.1语义场联动模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.1.2局部坐标系与全局坐标系的转换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.2数据点云融合算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

3.2.1基于轮廓识别的特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

3.2.2变分立方体距离场估计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

3.3拓扑优化与形态学拟合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

3.3.1路径连通性约束条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

3.3.2场仑边界的平滑控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

四、算法实现与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

4.1边缘平行勘探方法同步作业．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

4.1.1相位步长优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

4.1.2误差扩散计算方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

4.2多尺度迭代更新过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

4.2.1局部网格细化准则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

4.2.2非结构化数据啊表完整度增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79

五、典型矿井场景模拟实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

5.1巷道复杂曲面生成验证．．．．．