本發(fā)明屬于礦山，具體涉及一種基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)放礦方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，我國(guó)的尾礦庫(kù)的數(shù)量眾多，而且分布廣泛。尾礦庫(kù)的安全問(wèn)題，一直以來(lái)也是人們最為關(guān)注的問(wèn)題之一。

2、尾礦庫(kù)的運(yùn)行過(guò)程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程?，F(xiàn)有的規(guī)程規(guī)范，對(duì)于尾礦庫(kù)的濕式排放有著明確的要求，而且要求較高。目前的尾礦庫(kù)濕式排放方案，主要是由尾礦庫(kù)的工作人員，憑經(jīng)驗(yàn)去判斷并調(diào)節(jié)放礦支管的開口數(shù)量、流量、放礦支管位置和放礦間距等參數(shù)，從而控制尾礦庫(kù)灘面的上升。

3、但是，這種人為控制的方案，不僅經(jīng)驗(yàn)性高，而且可靠性和安全性較差；在日常運(yùn)行過(guò)程中，尾礦庫(kù)的放礦過(guò)程，也時(shí)常出現(xiàn)因管理缺失、放礦經(jīng)驗(yàn)不足、放礦順序錯(cuò)誤等原因所引發(fā)的安全隱患和安全問(wèn)題，進(jìn)而嚴(yán)重影響了尾礦庫(kù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種可靠性高、安全性好且客觀科學(xué)的基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)放礦方法。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種實(shí)現(xiàn)所述基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)放礦方法的系統(tǒng)。

3、本發(fā)明提供的這種基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)放礦方法，包括如下步驟：

4、s1.采用無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行測(cè)繪，并獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的數(shù)據(jù)信息；

5、s2.對(duì)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重建，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的模型數(shù)據(jù)信息；

6、s3.根據(jù)步驟s2得到的模型數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行三維建模，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維模型數(shù)據(jù)；

7、s4.基于步驟s3得到的三維模型數(shù)據(jù)，采用語(yǔ)義分割方法對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行語(yǔ)義分割，得到灘面模型數(shù)據(jù)信息和尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息；

8、s5.基于步驟s4得到的尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息，獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的放礦管道信息；

9、s6.根據(jù)步驟s4得到的灘面模型數(shù)據(jù)信息設(shè)置監(jiān)測(cè)線，并結(jié)合步驟s5得到的放礦管道信息和高程信息，完成基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)的放礦。

10、步驟s1所述的采用無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行測(cè)繪，并獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的數(shù)據(jù)信息，具體包括如下步驟：

11、規(guī)劃無(wú)人機(jī)的航線信息；

12、采用無(wú)人機(jī)，按照規(guī)劃的航線信息，對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行測(cè)繪；

13、測(cè)繪完成后，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的數(shù)據(jù)信息；所述的數(shù)據(jù)信息包括目標(biāo)尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)的若干個(gè)視角的照片和空間位置數(shù)據(jù)。

14、步驟s2所述的對(duì)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重建，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的模型數(shù)據(jù)信息，具體包括如下步驟：

15、對(duì)步驟s1獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重建，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的模型數(shù)據(jù)信息；

16、所述的目標(biāo)尾礦庫(kù)的模型數(shù)據(jù)信息，包括目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程數(shù)據(jù)。

17、步驟s3所述的根據(jù)步驟s2得到的模型數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行三維建模，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維模型數(shù)據(jù)，具體包括如下步驟：

18、根據(jù)步驟s2得到的模型數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行三維建模，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維模型數(shù)據(jù)；

19、所述的目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維模型數(shù)據(jù)，包括目標(biāo)尾礦庫(kù)的傾斜影像模型和三維模型；所述的傾斜影像模型和三維模型包括數(shù)字傾斜影像模型dom和數(shù)字地表模型dsm。

20、步驟s4所述的基于步驟s3得到的三維模型數(shù)據(jù)，采用語(yǔ)義分割方法對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行語(yǔ)義分割，得到灘面模型數(shù)據(jù)信息和尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息，具體包括如下步驟：

21、基于步驟s3得到的三維模型數(shù)據(jù)，采用語(yǔ)義分割方法對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行語(yǔ)義分割，得到灘面模型數(shù)據(jù)信息和尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息；

22、所述的灘面模型數(shù)據(jù)信息包括灘面數(shù)字地表模型；所述的尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息包括尾礦壩數(shù)字地表模型；

23、以尾礦壩壩軸線沿放礦管流經(jīng)方向?yàn)閤軸方向、垂直于壩軸線且沿目標(biāo)尾礦庫(kù)的庫(kù)區(qū)內(nèi)方向?yàn)閥軸方向，高程方向?yàn)閦軸方向，建立坐標(biāo)系。

24、步驟s5所述的基于步驟s4得到的尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息，獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的放礦管道信息，具體包括如下步驟：

25、基于步驟s4得到的尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息，在尾礦壩數(shù)字地表模型上，提取尾礦壩頂各個(gè)放礦支管與放礦主管連接處的位置信息；最終獲得n個(gè)位置信息，n為放礦支管的數(shù)量。

26、步驟s6所述的根據(jù)步驟s4得到的灘面模型數(shù)據(jù)信息設(shè)置監(jiān)測(cè)線，并結(jié)合步驟s5得到的放礦管道信息和高程信息，完成基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)的放礦，具體包括如下步驟：

27、在步驟s4得到的灘面數(shù)字地表模型上，沿平行尾礦壩壩軸線方向，設(shè)置灘面監(jiān)測(cè)線，灘面監(jiān)測(cè)線距離灘頂x米；

28、在監(jiān)測(cè)線上，按照設(shè)定的間距，進(jìn)行等間距分割；在x軸-z軸平面內(nèi)獲取監(jiān)測(cè)線的分布數(shù)據(jù)；

29、根據(jù)獲取的監(jiān)測(cè)線的分布數(shù)據(jù)，按照如下規(guī)則進(jìn)行尾礦庫(kù)的放礦：

30、規(guī)則1：在監(jiān)測(cè)線上，若各個(gè)分割點(diǎn)的z軸坐標(biāo)的差值的最大值小于等于第一設(shè)定值，則保持現(xiàn)有的放礦模式；

31、規(guī)則2：在監(jiān)測(cè)線上，若各個(gè)分割點(diǎn)的z軸坐標(biāo)值隨x軸坐標(biāo)值變化，且各個(gè)分割點(diǎn)的z軸坐標(biāo)的差值的最大值大于第二設(shè)定值，則獲取z軸坐標(biāo)差值大于第二設(shè)定值的分割點(diǎn)的x軸坐標(biāo)，構(gòu)建集合a；再進(jìn)行判斷：在步驟s5得到的位置信息中，若存在第i個(gè)位置信息在集合a內(nèi)，則在第i個(gè)位置信息所對(duì)應(yīng)的放礦支管處，進(jìn)行放礦；

32、所述的z軸坐標(biāo)值隨x軸坐標(biāo)值變化，定義為x軸坐標(biāo)增大時(shí)z軸坐標(biāo)增大，或者x軸坐標(biāo)增大時(shí)z軸坐標(biāo)減小；

33、規(guī)則3：在步驟s5得到的位置信息中，針對(duì)每一個(gè)位置信息，都進(jìn)行如下判斷：

34、針對(duì)第i個(gè)位置(ix,iy)，ix為第i個(gè)位置的x軸坐標(biāo)，iy為第i個(gè)位置的y軸坐標(biāo)，若在監(jiān)測(cè)線上的(ix-t1)～(ix+t2)區(qū)域內(nèi)，各個(gè)分割點(diǎn)的z軸坐標(biāo)的差值的最大值小于等于第三設(shè)定值，則保持現(xiàn)有的放礦模式；t1為設(shè)定的下限范圍值，t2為設(shè)定的上限范圍值，且t1和t2均大于0；

35、規(guī)則4：在步驟s5得到的位置信息中，針對(duì)每一個(gè)位置信息，都進(jìn)行如下判斷：

36、針對(duì)第i個(gè)位置(ix,iy)，ix為第i個(gè)位置的x軸坐標(biāo)，iy為第i個(gè)位置的y軸坐標(biāo)，若在監(jiān)測(cè)線上的(ix-t1)～(ix+t2)區(qū)域內(nèi)，各個(gè)分割點(diǎn)的z軸坐標(biāo)的差值的最大值大于第四設(shè)定值，則將第i個(gè)位置加入集合b中；

37、在集合b中各個(gè)位置信息所對(duì)應(yīng)的放礦支管處，進(jìn)行放礦。

38、本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)所述基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)放礦方法的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)重建模塊、三維建模模塊、語(yǔ)義分割模塊、管道獲取模塊和尾礦庫(kù)放礦模塊；數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)重建模塊、三維建模模塊、語(yǔ)義分割模塊、管道獲取模塊和尾礦庫(kù)放礦模塊依次串聯(lián)；數(shù)據(jù)獲取模塊用于采用無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行測(cè)繪，并獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳數(shù)據(jù)重建模塊；數(shù)據(jù)重建模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重建，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的模型數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳三維建模模塊；三維建模模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)模型數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行三維建模，得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維模型數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)信息上傳語(yǔ)義分割模塊；語(yǔ)義分割模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，基于三維模型數(shù)據(jù)，采用語(yǔ)義分割方法對(duì)目標(biāo)尾礦庫(kù)進(jìn)行語(yǔ)義分割，得到灘面模型數(shù)據(jù)信息和尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳管道獲取模塊；管道獲取模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，基于尾礦壩模型數(shù)據(jù)信息，獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的放礦管道信息，并將數(shù)據(jù)信息上傳尾礦庫(kù)放礦模塊；尾礦庫(kù)放礦模塊用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)灘面模型數(shù)據(jù)信息設(shè)置監(jiān)測(cè)線，并結(jié)合步驟s5得到的放礦管道信息和高程信息，完成基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)的放礦。

39、本發(fā)明提供的這種基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)放礦方法及系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)人機(jī)獲取目標(biāo)尾礦庫(kù)的測(cè)繪數(shù)據(jù)信息，并基于三維重建技術(shù)、語(yǔ)義分割技術(shù)得到目標(biāo)尾礦庫(kù)的三維數(shù)據(jù)信息，最后基于的放礦管道信息和高程信息來(lái)實(shí)現(xiàn)尾礦庫(kù)的放礦；因此，本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基于無(wú)人機(jī)的尾礦庫(kù)的放礦，能夠保證尾礦庫(kù)放礦后的灘面均勻，保證尾礦庫(kù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且可靠性更高，安全性更好，更加客觀科學(xué)。