没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页基于不规则三棱柱“割补”模型的料堆体积精准计算
为精准计算大型煤堆、矿石等物料堆体体积,文中提出了一种简便且易于计算机编程处理的不规则三棱柱"割补"模型的不规则堆体体积计算方法。首先,根据物料堆体表面激光点云数据生成不规则三角网;其次,将表面三角网投影到堆体地面三角网,将堆体划分成一系列连续不规则的三棱柱;最后,调用"割补"模型计算堆体体积。经生产实践验证:采用该算法计算大型物料堆体体积,计算结果精度高,取得了显著地应用效果。
资源详情
资源评论
资源推荐

doi: 10. 3969 /j. issn. 1001 - 358X. 2015. 04. 11
基于不规则三棱柱
“
割补
”
模型的料堆体积精准计算
陈元
增
1
,
赵立
新
2
( 1.
赣州市城乡规划设计研究院
,
江西
赣州
341000; 2.
北京优测同信科技有限公司
,
北京
100195)
摘要
:
为精准计算大型煤堆
、
矿石等物料堆体体积
,
文中提出了一种简便且易于计算机编程处理的不
规则三棱柱
“
割补
”
模型的不规则堆体体积计算方法
。
首先
,
根据物料堆体表面激光点云数据生成
不规则三角网
;
其次
,
将表面三角网投影到堆体地面三角网
,
将堆体划分成一系列连续不规则的三棱
柱
;
最后
,
调用
“
割补
”
模型计算堆体体积
。
经生产实践验证
:
采用该算法计算大型物料堆体体积
,
计
算结果精度高
,
取得了显著地应用效果
。
关键词
:
不规则三棱柱
; “
割补
”
模型
;
物料堆体
;
体积计算
中图分类号
: P209
文献标识码
: B
文章编号
: 1001 - 358X ( 2015) 04 - 0029 - 03
为了快速准确得到堆料体积
,
目前
,
已经出现了
多种技术手段
。
陈莹
、
潘俊民提出了将堆体不同角
度的多视图像利用计算机视觉测量原理来构建堆体
三维模型
[1]
,
则三
维模型体积即为堆体计算体积
,
此
方法计算精度在
5%
左右
,
对于价值较高的物料
,
该
计算精度无法满足要求
。
随着激光测距技术和精度
的不断提高
,
其被广泛应用于物体表面或地面点云
数据的提取
[2 - 5]
。
目前
,
激
光点云数据应用于堆体
体积计算常用方法主要有四种
: ( 1 )
格网法
[5,6]
,
这
种
方
法常用来计算精度要求不是太高的土石方量
;
( 2)
断面法
[7]
,
这种方法常用来计算线路工程土石
方
量
,
而对于物料体积计算
,
主要常见于运动中的火车
皮内物料计算
,
断面获取密度决定物料体积计算精
度
;
( 3)
三棱柱剖分法
,
该方法在地质体三维建模方
面应用较广
[8 - 11]
,
用来精确计算矿石堆体体
积
; ( 4)
四面体法
[12]
。
从计
算原理上来说前两种算法较为
粗略
,
但算法模型简便
,
易于使用计算机编程处理
。
后两种算法较为精确
,
但计算方法复杂
,
很难使用计
算机编程处理
,
无法在大型堆体体积精确计算中发
挥作用
。
笔者综合了多种堆体体积计算方法后
,
在
第三种方法基础上
,
提出了不规则三棱柱
“
割补
”
模
型新算法
,
取得了显著的实际应用效果
。
1
定义
、
原理与方法
1. 1 “
不规则三棱柱
”
的定义
在几何学中
,“
三棱柱
”
的定义是
:
有两个全等三
角形的面互相平行
,
且不在这两个面上的三条侧棱
都相互平行
,
由这些面所围成的多面体叫做三棱柱
。
两个互相平行的全等三角形构成的面分别叫做三棱
柱的上
、
下底面
,
其余各面叫做三棱柱的侧面
,
两个
侧面的公共边叫做棱柱的侧棱
,
侧棱不垂直于底面
的三棱柱叫做斜三棱柱
,
侧棱垂直于底面的三棱柱
叫做直三棱柱
。
另外在地学领域也有人给出似三棱
柱
[3]
(
也叫
类三棱柱
,Analogic TriPrism,
简称
ATP)
的定义
:
两底面互不平行
,
且侧面不全是平面的三棱
柱叫似三棱柱
。
本文针对物料堆体体积的精准计算
以及建立
“
割补
”
模型的需要
,
将
“
不规则三棱柱
”
定
义为
:
两底面互不平行
,
所有侧面都垂直于水平面的
三棱柱称为
“
不规则三棱柱
”,
如图
1。
图
1
底面水平不规则三棱柱
1. 2 “
割补
”
原
理与方法
根据地学原理
,
任何一个不规则物料堆体表面
都可以用若干个空间三角面来表示
,
同理
,
任何一个
不规则物料堆体
(
如矿石堆
,
煤堆等
)
都可以被分割
成若干个
“
不规则三棱柱
”
体
。
根据这一原理
,
如果
能够建立一个通用的
、
易于用数学方法表达的
“
不规
则三棱柱
”
体积计算数学模型
,
就可以通过数学建
92
第
4
期
2015
年
8
月
矿 山 测 量
MINE SURVEYING
No. 4
Aug. 2015
中国煤炭期刊网
www.chinacaj.net












安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制

评论0