羅大偉，張志龍

（云南錫業(yè)集團(tuán)大屯錫礦，云南 個舊 661021）

隨著充填、全面法采場的加速推進(jìn)，充填近路、采空區(qū)測量資料的收集工作不斷增加，充填體積量的測量、計算、三維成圖等工作，給現(xiàn)有測量人員帶來了巨大的挑戰(zhàn)，如何提高工作效率，快速、準(zhǔn)確完成井巷工程測繪工作及充填體積準(zhǔn)確測量成為目前急需解決的問題。

1 傳統(tǒng)測量方法

傳統(tǒng)測量進(jìn)路、空區(qū)采用全站儀碎步測量法及支距法測繪，采集時設(shè)站次數(shù)多，需要人員多，采集效率低，且數(shù)據(jù)為單點數(shù)據(jù)，無法全面反映空間信息。

2 移動式手持三維掃描儀測量

2.1 儀器

采用英國GEOSLAM手持便攜式ZEB-REVO三維激光掃描儀，該儀器具有SLAM系統(tǒng)，支持移動式實時快速測量，獲取高精度、高質(zhì)量的三維點云數(shù)據(jù)，主要由激光掃描頭、主機(jī)，電池三部分組成。掃描頭重量1kg，測量距離30m，掃描范圍270°×360°。

2.2 工作原理

通過激光測距原理獲取儀器中心到掃描物體的距離、同時測量掃描物體返回的橫向掃描角度值φ和縱向掃描角度值ω，通過SLAM算法完成空間數(shù)據(jù)的相對關(guān)系匹配。

2.3 實施步驟

①規(guī)劃好數(shù)據(jù)采集路線，完成初始化開始獲取點云；②使用數(shù)據(jù)下載功能下載點云數(shù)據(jù)；③借助GeoSLAM軟件做數(shù)據(jù)預(yù)處理；④利用Reconstructor軟件做數(shù)據(jù)拼接、降噪和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換導(dǎo)出數(shù)據(jù)；⑤利用3DReshaper軟件生成模型和封裝模型導(dǎo)出DXF格式文件。

2.4 實施成果

同時對多條進(jìn)路進(jìn)行路徑規(guī)劃，對采場外的三個測量控制點（用于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）掃描后，以人正常行走的速度在進(jìn)路中掃描，即可完成數(shù)據(jù)的采集，如下圖1、圖2：

圖1 路線圖

圖2 點云數(shù)據(jù)

獲取數(shù)據(jù)后，通過軟件對點云的抽希、降噪、封裝后即可完成模型生成。即可在三維軟件中完成充填體積、空區(qū)體積的計算。如圖3、圖4：

圖3 充填進(jìn)路掃描模型圖

圖4 采空區(qū)掃描模型圖

3 精度評定

對整個掃描區(qū)域的空間位置進(jìn)行了評定，在掃描時通過立棱鏡桿獲取全站儀控制點位置，兩組數(shù)據(jù)比較，得出最大點位相差為±0.08m，滿足生產(chǎn)要求。

4 移動式手持掃描儀的優(yōu)勢

（1）提高工作效率，節(jié)省人員投入，傳統(tǒng)測量，每一條采礦進(jìn)路設(shè)站、測迎頭控制采用支距法或全站儀碎步測量法，測量1條采礦進(jìn)路3個人用時30分鐘，手持掃描儀開機(jī)后1人以正常的速度行走采集數(shù)據(jù)，用時僅5分鐘。

（2）全站儀測量為單點數(shù)據(jù)，有限的點生成模型精度差、體積不準(zhǔn)確，而掃描儀海量的點云數(shù)據(jù)生成模型精度高、體積更精確。

5 結(jié)論

移動式手持三維激光掃描儀能夠快速獲得空間的點云數(shù)據(jù)，叫設(shè)站式的掃描儀更加方便、靈活，獲取的空間數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，適用于特征點明顯的井下巷道、空區(qū)測量工作，能夠大大的提高測繪工作效率，節(jié)省人員。但對于特征點不明顯的直伸形巷道掃描精度偏差大，精度無法滿足要求。