试论数字矿山中三维地质模拟与体视化

中图分类号:TD17文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)04(a)-0000-00

作者简介:任明龙(1992-)男,安徽淮北人,中国矿业大学,本科在读。

矿山勘探。规划。设计。生产。管理和监控等全面信息论文网仍处于起步阶段,同时,多数矿山信息系统也仅仅是在起步阶段,与一些发达国家相比,与他们的距离还是比较大的。数字矿山的建设,不仅仅有利于技术的发展,还可以尽早的缩小与发达国家之间的差距,通过实现三维地质模拟,能够在室内完成较多的工作,减少了外出工作的时间,且得到的结果更加精准。在此,本文主要对数字矿山中三维地质模拟与体视化展开讨论。

1三维地质模拟与体视化内容

从客观的角度来分析,数字矿山主要是将现实工作中的矿山进行数字化处理,以此来完成矿山的分析。勘探。采集等工作,为后续的矿产开采提供必要的帮助。但是,由于现阶段的部分技术还不成熟,体系还不健全,研究人员首先在数字矿山中三维地质模拟与体视化的工作深入研究。就现阶段的工作来看,三维地质模拟与体视化的内容集中在以下几个方面:第一,利用单片机对测距仪所在的旋转平台,开展运动的控制以及相关电路的设计工作,以此来保证三维地质的硬件标准。第二,为了组装更加优秀的3D激光扫描仪设备,主要将单片机。激光测距仪。摄像机作为主体。第三,二维平面模板的标定方法,用3D激光扫描仪从不同角度对巷道拍摄同一标定模板2幅以上的图像,调用OpenCV求出摄像机的内外参数,将数据存储。第四,所有采集到的数据,都会得到相应的处理,同时,积极构建巷道三维立体模型,在客观上实现三维可视化。第五,通过以上步骤的实施,基本上能够实现一个初步的数字矿上三维地质模拟。

2数字矿山中三维地质模拟与体视化的硬件工作

2。1系统的硬件设计与实现

相对于其他的三维设计工作,数字矿山中三维地质模拟与体视化更加复杂,为此,应在硬件工作方面努力,保证具有多项功能,应对多种复杂情况。三维地质模拟与体视化的系统硬件设计。实现,主要通过以下工作来完成:第一,单片机主要是选择体积小。功耗低。速度快的设备。本次研究主要选择宏晶公司所生产的型号为8051的单片机。第二,在舵机的选择方面,主要是选择了型号为FUTABA的产品。该型号的舵机具有扭矩大。控制容易。稳定性高的特点,符合数字矿山中三维地质模拟与体视化的标准。第三,在实际的工作中,首先将摄像头固定在托盘上面,在系统方面,主要是应用下位机结构。将下位机(单片机)设定为舵机角度的控制装置,主要是负责运动控制。另一方面,在上位机计算复杂图片的处理工作中,上位机和下位机主要是通过USB转芯片使用RS232串口协议通信来完成的,总体上的操作比较简单。

2。2单片机控制。检测与通信

数字矿山三维地质的模拟和体视化,并不是一件容易的事情,尤其是单片机的控制。检测。通信工作,必须保证能够与现实条件相符合。一般情况下,单片机的程序应该具备C语言的编写,可以在客观上实现分模块的处理,同时能够在需要的时候,及时进行平台升级,实现较多的功能处理。另外,当单片机接受到指令的时候,应立即进行相应的判断,同时自动进入相应的子模块,对指令进行处理,做出相应的反应。上位机应OpenCV来设计,多数情况会采用模块化的设计程序,将其划分为检测。绘图。串口控制模块三大部分。最后,系统的升级。程序维护方面,也要采用模块化的方式,以此来保证系统的稳定性和硬件设备的流畅应用。

3数据的处理。建模及可视化的实现

对于数字矿山中三维地质模拟与体视化而言,硬件方面的工作是基础部分,数据的处理。建模以及可视化的实现,才是最重要的工作。在这个方面,由于现阶段的部分技术和系统还不是很完善,因此在实际的工作中,造成了一些矛盾与冲突,在大量的研究和测试后,认为数据的处理。建模以及可视化的实现,应从以下几个方面来努力:第一,调用OpenCV求出摄像机的内参数和外参数。第二,将采集到的数据和建模算法作为基础,利用Windows平台。VC++语言等程序,采用面向对象编程技术来进行相关的图形代码编写工作,同时,开展必要的物体。场景三维构建,并进行相应的检查,发现问题及时修整。第三,应用OpenGL进行三维渲染工作,促使图像更加清晰。在屏幕上对该模型进行动态的显示,使其能够从不同的角度和范围来进行观察。至此,数字矿山三维地质模拟与体视化基本上完成,倘若在实际的工作中遇到新的需求,可适当的在硬件上或者软件上做出相应的更改。综上所述,数字矿山中三维地质模拟与体视化比较复杂,硬件的设定和软件的配合,都要结合实际情况来完成,同时,需根据不同矿山的情况来决定如何建立三维地质。

4总结

本文对数字矿山中三维地质模拟与体视化展开讨论,从现有的工作来看,一般的矿山都能够实现三维构建工作,其数字化的效果也比较理想。但是,随着技术的提升和实际需求的增长,数字矿山中三维地质模拟与体视化的各项要求也在增多,技术上的难度提升。为此,今后应加强软件和硬件的双重研究,设定多种搭配方案,以此来实现三维地质模拟与可视化的更大进步。

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