CN115375866B - 矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备和介质 - Google Patents

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Abstract

本公开提出一种矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备和介质，涉及数据处理技术领域。其中，方法包括：通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息；针对任一矿山设备，根据第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备的局部三维地质模型；获取用于指示矿区地表形态的全局三维地质模型；根据局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。由此，根据局部三维地质模型对矿区三维地质模型进行更新，而无需重新构建完整的矿区三维地质模型，可以提升模型更新效率。

Description

矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备和介质
技术领域
本公开涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备和介质。
背景技术
在露天矿山的生产工作开始之前，相关工作人员需对全矿区地貌信息进行采集，以构建全局三维地质模型。其中，全局三维地质模型可以辅助相关工作人员及时了解地质地貌信息，进一步地，可以辅助相关工作人员实现对生产作业进行设计，以及对生产设备或辅助设备进行调度等。
然而，随着露天矿山生产工作的进行，露天矿山的地表形态和底下煤岩赋存可能随时间的推移而发生变化，特别是对于电铲所在的开采区域、推土机所在的排土场（又称为废石场、渣场）区域、矿区的道路等等。
如何能够对矿区三维地质模型进行更新，以使得相关工作人员可以根据更新后的三维地质模型及时了解矿区并指导实际生产作业是很有必要的。
发明内容
本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
本公开提出一种矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备和介质，以通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，获取各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，从而可以基于各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，实现对各矿山设备所处区域的局部三维地质模型的构建，进一步地，仅根据局部三维地质模型实现对全局三维地质模型进行更新，得到矿区三维地质模型，而无需重新构建完整的矿区三维地质模型，可以提升模型的更新效率。
本公开第一方面实施例提出了一种矿区三维地质模型的更新方法，包括：
通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各所述矿山设备所处区域进行测量，以得到各所述矿山设备所处区域的第二测量信息；
针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的局部三维地质模型；
获取所述矿区的全局三维地质模型，其中，所述全局三维地质模型用于指示所述矿区的地表形态；
根据各所述矿山设备的局部三维地质模型，对所述全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新方法，通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息；针对任一矿山设备，根据矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型；获取矿区的用于指示矿区的地标形态的世界坐标系下的全局三维地质模型；根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。由此，可以通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，获取各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，从而可以基于各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，实现对各矿山设备所处区域的局部三维地质模型的构建，进一步地，仅根据局部三维地质模型实现对全局三维地质模型进行更新，得到矿区三维地质模型，而无需重新构建完整的矿区三维地质模型，可以提升模型的更新效率。
本公开第二方面实施例提出了一种矿区三维地质模型的更新装置，包括：
测量模块，用于通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各所述矿山设备所处区域进行测量，以得到各所述矿山设备所处区域的第二测量信息；
构建模块，用于针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的局部三维地质模型；
获取模块，用于获取所述矿区的全局三维地质模型，其中，所述全局三维地质模型用于指示所述矿区的地表形态；
更新模块，用于根据各所述矿山设备的局部三维地质模型，对所述全局三维地质模型进行更新，以得到更新后的所述全局三维地质模型。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新装置，通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息；针对任一矿山设备，根据矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型；获取矿区的用于指示矿区的地标形态的世界坐标系下的全局三维地质模型；根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。由此，可以通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，获取各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，从而可以基于各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，实现对各矿山设备所处区域的局部三维地质模型的构建，进一步地，仅根据局部三维地质模型对全局三维地质模型进行更新，得到矿区三维地质模型，而无需重新构建完整的矿区三维地质模型，可以提升模型的更新效率。
本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本公开第一方面实施例提出的矿区三维地质模型的更新方法。
本公开第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面实施例提出的矿区三维地质模型的更新方法。
本公开第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本公开第一方面实施例提出的矿区三维地质模型的更新方法。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本公开实施例一所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图；
图2为本公开实施例二所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图；
图3为本公开实施例三所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图；
图4为本公开实施例四所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图；
图5为本公开所提供的推土机铲尖示意图；
图6为本公开所提供的以日为周期构建的电铲对应的开采区域的局部三维地质模型；
图7为本公开所提供的以日为周期构建的地图采集车对应的道路的局部三维地质模型；
图8为本公开所提供的以日为周期构建的推土机对应的排土场区域的局部三维地质模型；
图9为本公开实施例五所提供的矿区三维地质模型的更新装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
露天矿山的生产工作以流动作业为主，在矿区相关工作人员编制生产作业计划或对生产设备或辅助设备进行调度时，需以矿山实际情况为依据，因此，可以构建露天矿山的全局三维地质模型，以辅助矿区相关工作人员进行实际生产。
随着露天矿山生产工作的进行，露天矿山的地表形态和地下煤岩赋存可能随时间的推移而发生变化，特别是对于电铲所在的开采区域、推土机所在的排土场（又称为废石场、渣场）区域、矿区的道路等等，因此，需要不断地对露天矿山的全局三维地质模型进行更新。
然而，在构建露天矿山的全局三维地质模型时，露天矿山区域较大，需要耗费大量时间才能完成对露天矿山的全局三维地质模型的构建，无法保证模型的实时性，且在构建露天矿山的全局三维地质模型时，需求计算机等设备资源庞大。
而相关技术中，对露天矿山的全局三维地质模型进行局部更新时，可以采用：
一、无人机
由无人机周期性地对全矿区进行测量，并根据测量信息构建高精度的矿山三维地质模型，并在开采区、排土场等地形地貌变化频繁的区域设置无人机巡检点，并由软件自动规划飞行路线，每日对矿区进行巡检，实现以天为周期，对地貌特征快速变化的区域做重点更新。
然而，该方法的缺点是：首先，存在全域禁飞区域的情况，无法保证能够及时对矿山局部变化的区域进行巡检更新；其次，在使用无人机时，对天气条件和环境条件有较高的要求。
二、激光扫描仪
将三维激光扫描仪架设在快速变化的区域附近，完成对局部变化的区域的信息的采集与更新，并可以设置定时扫描，通过局域网或4G/5G网络进行数据的实时传输，在云端***接收数据后可以进行及时分析与建模。
虽然该技术能够实现矿山全局与局部的快速更新，但是激光扫描仪设备成本太高，且由于矿坑温度较低，设备对于矿山极寒天气的适应性有待考证。
因此，针对上述问题中的至少一个问题，本公开提出一种矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备及介质。
下面参考附图描述本公开实施例的矿区三维地质模型的更新方法、装置、设备和介质。
图1为本公开实施例一所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图。
本公开实施例以该矿区三维地质模型的更新方法被配置于矿区三维地质模型的更新装置中来举例说明，该矿区三维地质模型的更新装置可以应用于任一电子设备中，以使该电子设备可以执行矿区三维地质模型的更新功能。
其中，电子设备可以为任一具有计算能力的设备，例如可以为PC（PersonalComputer，个人电脑）、移动终端、服务器等，移动终端例如可以为手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备等具有各种操作***、触摸屏和/或显示屏的硬件设备。
如图1所示，该矿区三维地质模型的更新方法可以包括以下步骤：
步骤101，通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息。
在本公开实施例中，矿区中的各矿山设备上可以设置有测量设备，其中，测量设备比如可以为相关传感器，且测量设备的个数可以为但不限于为一个，本公开对此不做限制。
需要说明的是，各矿山设备上的测量设备可以相同，或者也可以不相同，本公开对此不做限制。
还需要说明的是，测量设备可以独立于矿山设备进行设置，且当测量设备独立于矿山设备进行设置时，本公开方法的执行主体可以直接与测量设备进行通信，以获取第一测量信息和/或第二测量信息；或者，测量设备也可以内置于矿山设备中，且，当测量设备内置于矿山设备中时，本公开方法的执行主体可以直接与矿山设备进行通信，以获取第一测量信息和/或第二测量信息，比如可以从矿山设备的总线中获取第一测量信息和/或第二测量信息。
在本公开实施例中，可以通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以获取各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处的区域进行测量，以获取各矿山设备所处区域的第二测量信息。
步骤102，针对任一矿山设备，根据矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例中，世界坐标系例如可以定义为WGS84（World Geodetic System-1984）坐标系。
在本公开实施例中，针对任一矿山设备，可以根据该矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建该矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
步骤103，获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型用于指示矿区的地表形态。
在本公开实施例中，可以获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型可以用于指示矿区的地表形态。
作为一种可能的实现方式，全局三维地质模型还可以用于指示矿区地表下矿层的分布位置。
其中，为了获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，在本公开一种可能的实现方式中，可以根据矿区地表的三维点云图生成世界坐标系下的矿区地表模型，在矿区地表模型对应的世界坐标系下，基于采样点位置的地表坐标和煤层坐标数据中对应采样点位置的煤层坐标，生成同时反映矿山地下煤层分布和地表形状的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型可用于指示矿区的地表形态（或称为矿区地表的形态），以及矿区地表下矿层的分布位置。
作为一种示例，矿区地表模型可以是矿区境界内地表的点云图，矿区地表模型基于xyz直角坐标系建立，其中，x轴和y轴平行于地平面，z轴坐标表征地表的高程。从而点云图中x轴和y轴坐标可以对应到经纬度，z轴坐标可以对应到高程。
步骤104，根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。
在本公开实施例中，可以根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，从而得到矿区三维地质模型。
作为一种示例，可以根据各矿山设备的局部三维地质模型，采用布尔运算的方法，对全局三维地质模型进行更新，从而得到矿区三维地质模型。
比如，如果矿山设备的局部三维地质模型A与全局三维地质模型B的交集A∩B不为空，且，A等于A∩B时，表明A为矿区挖去的模型，可以采用B-A的方式，对矿区全局三维地质模型进行更新；如果矿山设备的局部三维地质模型A与全局三维地质模型B的交集A∩B为空，表明A为矿区增加的模型，可以采用A∪B的方式，对矿区全局三维地质模型进行更新。
需要说明的是，可以周期性地对矿区全局三维地质模型进行更新，其中，周期的粒度比如可以设置为4小时、8小时、1日等等，本公开对此不做限制。
进一步地，可以将本周期获取的矿山三维地质模型作为下一周期的全局三维地质模型，以能够将下一周期构建的局部三维地质模型更新至本周期的矿山三维地质模型中。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新方法，通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息；针对任一矿山设备，根据矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型；获取矿区的用于指示矿区的地标形态的世界坐标系下的全局三维地质模型；根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。由此，可以通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，获取各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，从而可以基于各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，实现对各矿山设备所处区域的局部三维地质模型的构建，进一步地，仅根据局部三维地质模型对全局三维地质模型进行更新，得到矿区三维地质模型，而无需重新构建完整的矿区三维地质模型，可以提升模型的更新效率。
当矿山设备包括至少一个用于煤矿开采的电铲时，为了清楚说明本公开上述实施例中，针对任一电铲，是如何根据电铲对应的第一测量信息和第二测量信息，构建电铲对应的世界坐标系下的局部三维地质模型的，本公开还提出一种矿区三维地质模型的更新方法。
图2为本公开实施例二所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图。
如图2所示，该矿区三维地质模型的更新方法可以包括以下步骤：
步骤201，通过设置在矿区中各电铲上的测量设备，对各电铲进行测量，以得到各电铲对应的第一测量信息，和，对各电铲所处区域进行测量，以得到各电铲所处区域的第二测量信息。
在本公开实施例中，针对任一电铲，电铲所处区域可以为矿山中的开采区域，且设置在电铲上的测量设备可以包括第一激光雷达和第一组合导航***；其中，可以通过设置在电铲上的第一组合导航***对电铲进行位姿测量，以获取电铲对应的第一测量信息，其中，第一测量信息可以包括第一位姿信息和第一时间戳；且，可以通过设置在电铲上的第一激光雷达对电铲所处的开采区域进行扫描或探测，以获取电铲所处的开采区域的第二测量信息，其中，第二测量信息可以包括第一点云信息。
其中，电铲的第一位姿信息比如可以包括电铲的位置信息（经度、纬度、高程）、姿态角信息等，本公开对此不做限制。
其中，第一时间戳可以用于指示第一位姿信息的测量时刻。
其中，第一点云信息可以包括每个第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标和第二时间戳，第二时间戳可以用于指示对应第一采样点的采集时刻，且第一点云信息可以包括多帧点云。
需要说明的是，电铲的第一组合导航***可以包括GNSS（Global NavigationSatellite System，全球导航卫星***）接收机、IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）等，本公开对此不做限制。
作为本公开的一种可能的实现方式，在获取电铲所处的开采区域的第一点云信息之后，可以对第一点云信息进行降噪处理，比如，可以采用半径滤波器从第一点云信息中去除离群点；又比如，可以采用直通滤波器去除第一点云信息中电铲本身的点云信息等。由此，通过对第一点云信息进行降噪处理，可以提高获取的第一点云信息的准确性和可靠性，以提高后续模型构建的准确性。
作为本公开的另一种可能的实现方式，在获取电铲所处的开采区域的第一点云信息之后，可以对第一点云信息进行点云降采样（又可以称为下采样），比如，可以采用体素网格滤波器对第一点云信息进行降采样。由此，通过对第一点云信息进行降采样，可以减少第一点云信息的数量，以便于后续快速且高效的实现对电铲所处开采区域的局部三维地质模型进行构建。
作为本公开的还一种可能的实现方式，在获取地图采集车所处的道路的第一点云信息之后，可以对第一点云信息进行点云去畸变。对第一点云信息进行点云去畸变处理，可以减少激光雷达转动造成的误差，提高获取的第一点云信息的准确性和可靠性。
步骤202，针对任一电铲，根据对应的第一测量信息中的第一时间戳和第二测量信息中的第二时间戳，对第二测量信息中的第一点云信息和第二测量信息中的第一位姿信息进行匹配。
在本公开实施例中，针对任一电铲，根据该电铲对应的第一测量信息中的第一时间戳和第二测量信息中的第二时间戳，对第二测量信息中的第一点云信息和第二测量信息中的第一位姿信息进行匹配，以实现第一点云信息和第一位姿信息的时间同步。
比如，假设存在一帧点云，以该帧点云的第一个第一采样点的第二时间戳t1为基准，从第一时间戳中找到距离第二时间戳t1最近的第一时间戳t2，且以该帧点云的最后一个第一采样点的第二时间戳t3为基准，从第一时间戳中找到距离第二时间戳t3最近的第一时间戳t4。在确定第一时间戳t2和第一时间戳t4后，可以确定与第一时间戳t2对应的第一位姿信息1，并确定与第一时间戳t4对应的第二位姿信息2。根据该帧点云中第一采样点的数量、第一位姿信息1和第二位姿信息2，可以采用插值法对位姿信息进行比例计算，例如，根据该帧点云中第一采样点的数量、第一位姿信息1中的位置信息和第一位姿信息2中的位置信息，可以采用线性插值法确定每一个第一采样点的第二时间戳下的位置信息；根据该帧点云中第一采样点的数量、第一位姿信息1中的姿态角信息和第一位姿信息2中的姿态角信息，可以采用四元数球面线性插值法确定每一个第一采样点的第二时间戳下的姿态角信息。
步骤203，根据匹配成功的第一点云信息和第一位姿信息，确定第一点云信息所在的第一点云坐标系与世界坐标系之间的第一映射关系。
在本公开实施例中，世界坐标系比如可以定义为WGS84（World Geodetic System-1984 ）坐标系。
在本公开实施例中，第一点云坐标系比如可以为载体坐标系，其中，载体坐标系可以以电铲前进的方向为Y轴正方向，向右为X轴正方向，向上为Z轴正方向。
在本公开实施例中，可以根据匹配成功的第一点云信息和第一位姿信息，确定第一点云信息所在的第一点云坐标系的原点在世界坐标系中的旋转向量，和第一点云坐标系到世界坐标系中的旋转矩阵，从而可以确定第一点云信息所在的第一点云坐标系与世界坐标系之间的第一映射关系。
比如，第一点云坐标系的原点在世界坐标系中的位置向量为T，第一点云坐标系到世界坐标系中的旋转矩阵为R，针对第一点云坐标系下的任一第一采样点ρs=(xs,ys,zs)T，根据第一点云坐标系的原点在世界坐标系中的位置向量和第一点云坐标系到世界坐标系中的旋转矩阵，确定世界坐标系与三维的第一点云信息所在的第一点云坐标系之间的第一映射关系，该第一映射关系可表现为：
ρr=Rρs+T；（1）
其中，ρr是指第一采样点映射至世界坐标系下的坐标。
步骤204，根据第一映射关系，将第一点云信息中各第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标变换至世界坐标系下，以得到第一点云信息中各第一采样点在世界坐标系下的第二坐标。
在本公开实施例中，可以根据第一映射关系，将第一点云信息中各第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标变换至世界坐标系下，从而得到第一点云信息中各第一采样点在世界坐标系下的第二坐标。
步骤205，根据第一点云信息中各第一采样点的第二坐标，构建电铲所处的开采区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例中，可以根据第一点云信息中各第一采样点的第二坐标，构建电铲所处的开采区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。
步骤206，获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型用于指示矿区的地表形态。
步骤206的执行过程，可以参见本公开任一实施例的执行过程，在此不做赘述。
步骤207，根据各电铲的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。
在本公开实施例中，可以根据各电铲的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。
需要说明的是，步骤104中对全局三维地质模型更新的方法同样适用于该实施例，对此不做赘述。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新方法，针对任一电铲，通过根据对应的第一时间戳和第二时间戳，对第一点云信息和第一位姿信息进行匹配；响应于第一点云信息和第一位姿信息匹配成功，根据匹配成功的第一点云信息和第一位姿信息，确定第一点云信息所在的第一点云坐标系与世界坐标系之间的第一映射关系；根据第一映射关系，将第一点云信息中各第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标变换至世界坐标系下，以得到第一点云信息中各第一采样点在世界坐标系下的第二坐标；根据第一点云信息中各第一采样点的第二坐标，构建电铲所处的开采区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。由此，可以通过对电铲的第一点云信息和第一位姿信息进行匹配，实现对点云信息和位姿信息的时间同步和空间同步，从而可以实现对电铲对应的开采区域的局部三维地质模型进行有效构建。
可以理解的是，可以采用地图采集车对矿区的路网信息进行采集。当矿山设备包括至少一个用于采集矿区路网信息的地图采集车时，为了清楚说明本公开任一实施例中，是如何根据地图采集车对应的第一测量信息和第二测量信息，构建地图采集车对应的世界坐标系下的局部三维地质模型的，本公开还提出一种矿区三维地质模型的更新方法。
图3为本公开实施例三所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图。
如图3所示，该矿区三维地质模型的更新方法可以包括以下步骤：
步骤301，通过设置在矿区中地图采集车上的测量设备，对地图采集车进行测量，以得到各地图采集车对应的第一测量信息，和，对地图采集车所处区域进行测量，以得到各地图采集车所处区域的第二测量信息。
在本公开实施例中，地图采集车的数量可以至少为一个，本公开对此不做限制。
在本公开实施例中，针对任一地图采集车，地图采集车所处区域可以为矿山中的道路，设置在地图采集车上的测量设备可以包括第二激光雷达和第二组合导航***；其中，通过设置在地图采集车上的第二组合导航***对地图采集车进行位姿测量，可以获取地图采集车对应的第一测量信息，其中，第一测量信息可以包括第二位姿信息和第三时间戳；且，通过设置在地图采集车上的第二激光雷达对地图采集车所处的道路进行扫描或探测，可以获取地图采集车所处的道路的第二测量信息，其中，第二测量信息可以包括第二点云信息。
其中，地图采集车的第二位姿信息比如可以包括地图采集车的位置信息（经度、纬度、高程）、姿态角信息等，本公开对此不做限制。
其中，第三时间戳可以用于指示第二位姿信息的测量时刻。
在本公开实施例中，第二点云信息可以包括每个第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标和第四时间戳，第四时间戳可以用于指示对应第二采样点的采集时刻，且第二点云信息可以包括多帧点云。
需要说明的是，地图采集车的第二组合导航***可以包括GNSS（GlobalNavigation Satellite System，全球导航卫星***）接收机、IMU（Inertial MeasurementUnit，惯性测量单元）等，本公开对此不做限制。
作为本公开的一种可能的实现方式，在获取地图采集车所处的道路的第二点云信息之后，可以对第二点云信息进行降噪处理。
作为一种示例，可以采用动态目标检测模型对第二点云信息进行动态目标检测，其中，动态目标检测模型可以为端到端多视图融合（Multi-View Fusion，简称MVF）、LaserNet模型、BirdNet模型、单级深层卷积神经网络LMNet、PointPillars模型等。
例如，动态目标检测模型为PointPillars模型，采用PointPillars模型对第二点云信息进行动态目标检测，可以得到多个对象中每个对象的类别；基于每个对象的类别可以确定多个对象中具有运动能力的目标对象。
比如，在地图采集车采集路网信息的场景中，该场景下包括对象A、对象B、对象C，在通过激光雷达获取该场景下的第二点云信息后，基于PointPillars模型对第二点云信息进行动态目标检测，得到对象A的类别为“车辆”，对象B的类别为“动物”和对象C的类别为“建筑物”。由此，由于“车辆”和“动物”均具有运动能力，因此可以确定对象A和对象B为目标对象。
在检测得到各个目标对象后，可以从第二点云信息中滤除目标对象对应的第二采样点，以避免运动物体对模型构建的影响。
由此，通过对第二点云信息进行降噪处理，可提高获取的第二点云信息的准确性和可靠性，以提高后续构建模型的准确性。
作为本公开的另一种可能的实现方式，在获取地图采集车所处的道路的第二点云信息之后，可以对第二点云信息进行点云降采样（又可以称为下采样），比如，可以采用体素网格滤波器对第二点云信息进行降采样。由此，通过对第二点云信息进行降采样，可以减少第二点云信息的数量，以便于后续快速且高效的实现对地图采集车所处开采区域的局部三维地质模型进行构建。
作为本公开的还一种可能的实现方式，在获取地图采集车所处的道路的第二点云信息之后，可以对第二点云信息进行点云去畸变。对第二点云信息进行点云去畸变处理，可以减少激光雷达转动造成的误差，提高获取的第二点云信息的准确性和可靠性。
步骤302，针对任一地图采集车，根据对应的第一测量信息中的第三时间戳和第二测量信息中的第四时间戳，对第二点云信息和第二位姿信息进行匹配。
在本公开实施例中，针对任一地图采集车，可以根据该地图采集车对应的第三时间戳和第四时间戳，对第二点云信息和第二位姿信息进行匹配。
需要说明的是，步骤202中对第一点云信息和第一位姿信息的匹配解释说明同样适用于该实施例中对第二点云信息和第二位姿信息的匹配，其实现原理类似，在此不做赘述。
步骤303，根据匹配成功的第二点云信息和第二位姿信息，确定第二点云信息所在的第二点云坐标系与世界坐标系之间的第二映射关系。
在本公开实施例中，可以根据匹配成功的第二点云信息和第二位姿信息，确定第二点云信息所在的第二点云坐标系的原点在世界坐标系中的旋转向量，和第二点云坐标系到世界坐标系中的旋转矩阵，从而可以确定第二点云信息所在的第二点云坐标系与世界坐标系之间的第二映射关系。
步骤304，根据第二映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标变换至世界坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标。
在本公开实施例中，可以根据第二映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标变换至世界坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标。
步骤305，对世界坐标系下的各第二采样点进行标识，以得到各第二采样点的标识信息，并获取世界坐标系和设定的通用横墨卡托格网***UTM坐标系之间的第三映射关系。
在本公开实施例中，标识信息可以用于对世界坐标系下的各第二采样点进行区分，其中，标识信息可以是数字、字符串等形式，本公开对此不做限制。
从而本公开中，可以对世界坐标系下的各第二采样点进行标识，以得到第二采样点的标识信息。
比如，假设有100个第二采样点，可以按照第二采样点的第四时间戳的先后顺序对世界坐标系下的各第二采样点进行标识，比如，标识第一个第二采样点为01，标识第二个第二采样点为02，依此类推，不再赘述。
需要说明的是，上述对各第二采样点的标识仅是示例行的，在实际应用中，可以采用其他标识编号或标识方法对各第二采样点进行标识，本公开对此并不做限制。
在本公开实施例中，可以获取世界坐标系和设定的通用横墨卡托格网***UTM坐标系之间的第三映射关系，比如，可以预先标定世界坐标系和UTM坐标系之间的第三映射关系。
比如，在确定世界坐标系之后，可以采用墨卡托投影方法，确定世界坐标系和设定的通用横墨卡托格网***UTM坐标系之间的第三映射关系，由此，可以有效获取世界坐标系和UTM坐标系之间的第三映射关系。
步骤306，根据第三映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标变换至UTM坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在UTM坐标系下的第五坐标。
在本公开实施例中，可以根据第三映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标变换至UTM坐标系下，从而得到第二点云信息中各第二采样点在UTM坐标系下的第五坐标，由此，可以实现将空间三维坐标系下的第二点云信息转换到平面坐标系。
步骤307，根据第二点云信息中各第二采样点的标识信息、第四坐标和第五坐标，构建地图采集车所处道路对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例中，可以根据第二点云信息中各第二采样点的标识信息、第四坐标和第五坐标，构建地图采集车所处道路对应的的世界坐标系下的局部三维地质模型。
作为一种可能的实现方式，可以对UTM坐标系下的第二点云信息进行语义分割，以得到第二点云信息中的目标采样点，其中，目标采样点可以用于指示地图采集车所处道路的边界；根据目标采样点对应的标识信息和第五坐标，可以确定目标采样点在世界坐标系下的第四坐标；并可以根据目标采样点对应的第四坐标，构建地图采集车所处道路对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
可以理解的是，根据第三映射关系，将世界坐标系下的第二点云信息转换至UTM坐标系下，即将三维坐标系下的第二点云信息转换到平面坐标系，地图采集车所处道路的边界对应的第二采样点在UTM坐标系下稠密，从而可以基于稠密的特征，对UTM坐标系下的第二点云信息进行语义分割，进而可以从第二点云信息中得到用于指示地图采集车所处道路的边界的目标采样点。
在本公开实施例中，可以根据目标采样点对应的标识信息和第五坐标，确定目标采样点在世界坐标系下的第四坐标。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，可以预先将各第二采样点的标识信息、第四坐标和第五坐标建立对应关系，从而在确定目标采样点的标识信息和该目标采样点在UTM坐标系下的第五坐标之后，可以根据上述对应关系，确定该目标采样点在世界坐标系下的第四坐标。
在本公开实施例中，可以根据目标采样点的第四坐标，构建地图采集车所处道路的世界坐标系下的局部三维地质模型，也就是说，将用于指示道路边界的目标采样点在UTM坐标系下的第四坐标转换到世界坐标系下的第五坐标，从而可以根据世界坐标系下的道路边界对应的目标采样点，构建地图采集车所处道路的世界坐标系下的局部三维地质模型。
作为一种可能的实现方式，通过对各目标采样点中任意两个目标采样点之间进行插值，可以实现对目标采样点对应的第二点云信息的上采样。由此，可以构建地图采集车所处道路的路面。
还需要说明的是，矿区的道路上可能存在障碍物、挡墙、道路标牌等，在通过采用墨卡托投影方法，将世界坐标系下的第二点云信息转换至UTM坐标系下，即将三维坐标系的第二点云信息转换到平面坐标系后，地图采集车所处道路的障碍物、挡墙、道路标牌等信息对应的第二点云信息中的第二采样点在UTM坐标系下稠密，从而可以基于稠密的特征，对UTM坐标系下的第二点云信息进行语义分割，从而可以得到第二点云信息中地图采集车所处道路的障碍物、挡墙、道路标牌等信息。
步骤308，获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型用于指示矿区的地表形态。
步骤308的实现过程可以参见本公开任一实施例的执行过程，在此不做赘述。
步骤309，根据地图采集车的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到更新后的矿区三维地质模型。
在本公开实施例中，根据地图采集车的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。
需要说明的是，步骤104中对全局三维地质模型更新的方法同样适用于本公开，对此不做赘述。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新方法，针对任一地图采集车，通过根据对应的第三时间戳和第四时间戳，对第二点云信息和第二位姿信息进行匹配；根据匹配成功的第二点云信息和第二位姿信息，确定第二点云信息所在的第二点云坐标系与世界坐标系之间的第二映射关系；根据第二映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标变换至世界坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标；对世界坐标系下的各第二采样点进行标识，以得到各第二采样点的标识信息，并获取世界坐标系和设定的UTM坐标系之间的第三映射关系；根据第三映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标变换至UTM坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在UTM坐标系下的第五坐标；根据第二点云信息中各第二采样点对应的标识信息、第四坐标和第五坐标，构建地图采集车所处道路对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。由此，可以实现对地图采集车所处的道路在世界坐标系下的局部三维地质模型进行有效构建。
当矿山设备中包括至少一个推土机时，为了清楚说明本公开任一实施例中，针对任一推土机，是如何根据推土机对应的第一测量信息和第二测量信息，构建推土机对应的世界坐标系下的局部三维地质模型的，本公开还提出一种矿区三维地质模型的更新方法。
图4为本公开实施例四所提供的矿区三维地质模型的更新方法的流程示意图。
如图4所示，该矿区三维地质模型的更新方法可以包括以下步骤：
步骤401，通过设置在矿区中各推土机上的测量设备，对各推土机进行测量，以得到各推土机对应的第一测量信息。
在本公开实施例中，推土机的数量可以为但不限于为一个，本公开对此不做限制。
在本公开实施例中，推土机对应的第一测量信息可以包括对应推土机所处的位置信息、对应推土机铲尖的坐标信息、第五时间戳和第六时间戳，其中，第五时间戳可以用于指示位置信息的测量时刻，第六时间戳可以用于指示坐标信息的测量时刻，推土机所处的位置信息可以为推土机在世界坐标系下的三维地质模型中的坐标（经度，纬度，高程），推土机铲尖的坐标信息可以为推土机铲尖在推土机坐标系下的坐标信息（x,y,z），其中，推土机前进的方向为y轴正方向，向右为x轴正方向，向上为z轴正方向。其中，位于推土机上方的铲尖可以称为上铲尖，位于推土机下方的铲尖可以称为下铲尖，如图5所示，a、b为上铲尖，c、d为下铲尖。
在本公开实施例中，针对任一推土机，推土机所处区域可以为矿山中的排土场区域，设置在推土机上的测量设备可以包括定位***（比如高精度定位***）和倾角传感器（比如高精度动态倾角传感器）等；其中，通过设置在推土机上的测量设备对推土机进行测量，可以获取推土机对应的第一测量信息。
步骤402，针对任一推土机，根据对应的第五时间戳、第六时间戳、位置信息和坐标信息，确定推土机堆填的土方体积和土方范围。
在本公开实施例中，针对任一推土机，可以根据该推土机对应的第五时间戳、第六时间戳、位置信息和坐标信息，确定推土机堆填的土方体积和土方范围。
作为一种可能的实现方式，从推土机铲尖中任意选取一个铲尖，针对对该铲尖测量得到的坐标信息和第六时间戳，可以记录该铲尖z轴方向上的值大于设定阈值（铲尖为下铲尖时，设定阈值比如可以为1.5m、1.8m等；铲尖为上铲尖时，设定阈值比如可以为2.2m、2.6m等）时的第六时间戳中的目标时间戳。可以理解的是，在目标时间戳对应的时刻下，推土机已达到能够堆填土方的最大高度。以目标时间戳为基准，从第五时间戳对应的推土机的位置信息中确定目标时间戳下的推土机的位置信息，从而，将目标时间戳下的推土机的位置信息发送给本公开方法的执行主体，以点的形式呈现在三维地质模型中，并可以将上述点投影到二维平面中。将二维平面的离群点从上述点中滤除，对保留的点构造边界，以使保留的点全部落在边界内并获得对应的边界图。进一步地，可以采用面积估算法，比如蒙特卡洛方法实现对边界图范围的估算，并以此边界图范围作为推土机堆填的土方范围。
进一步地，可以获取目标时间戳下上述铲尖在z轴方向的值。当上述铲尖为上铲尖时，可以预先获取推土机上铲尖与下铲尖垂直方向上的固定距离d，将任一目标时间戳下上述铲尖在z轴方向的值与固定距离d做差，以获得任一目标时间戳下上述铲尖在z轴方向的值与固定距离d之间的差值；并求各差值的第一平均值，以该第一平均值作为推土机堆填土方的高度。
而当上述铲尖为下铲尖时，求目标时间戳下上述铲尖在z轴方向的值的第二平均值，以该第二平均值作为推土机堆填土方的高度。
在通过上述方法确定推土机堆填土方的高度后，将推土机堆填土方的高度与土方范围的面积相乘，以得到土方体积。
步骤403，根据土方体积和土方范围，构建推土机所处的排土场区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例中，可以根据土方体积和土方范围，构建推土机所处的排土场区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。
仍以上述示例进行说明，基于土方范围，构建体积为土方体积的空间模型，在该空间模型中从上述保留的点中选取多个点，根据该多个点与推土机的位置信息之间的映射关系，确定该映射关系为空间模型所在的坐标系与世界坐标系之间的映射关系。从而可以根据该映射关系，将空间模型转换为世界坐标系下的局部三维地质模型，该世界坐标系下的局部三维地质模型即为推土机所处的排土场区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。
步骤404，获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型用于指示矿区的地表形态。
步骤404的执行过程可以参见本公开任一实施例的执行过程，在此不做赘述。
步骤405，根据各推土机的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到更新后的矿区三维地质模型。
在本公开实施例中，可以根据各推土机的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到更新后的矿区三维地质模型。
需要说明的是，步骤104中对全局三维地质模型更新的方法同样适用于本公开，对此不做赘述。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新方法，针对任一推土机，通过根据对应的第五时间戳、第六时间戳、位置信息和坐标信息，确定当前测量周期推土机堆填的土方体积和土方范围；根据土方体积和土方范围，构建推土机所处的排土场区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。由此，可以实现对推土机所处的排土场区域的世界坐标系下的局部三维地质模型进行有效构建。
为了更加清楚地说明上述实施例，现举例进行说明。
举例而言，首先，可以以月为周期，根据露天矿山的露天矿山的地表形态和底下煤岩赋存信息构建矿山全局三维地质模型。然后，可以以一日为周期，分别地：通过设置在电铲上的测量设备（比如，第一激光雷达、第一组合导航***）获取第一点云信息和第一位姿信息，并对电铲对应的第一点云信息和第一位姿信息进行匹配，实现对点云信息和位姿信息的时间同步和空间同步，从而可以实现对电铲对应的开采区域的局部三维地质模型进行有效构建，如图6所示；通过设置在地图采集车上的测量设备（比如，第二激光雷达、第二组合导航***）获取第二点云信息和第二位姿信息，并对地图采集车对应的第二点云信息和第二位姿信息进行匹配、动态目标滤除、坐标转换、点云语义分割、边界提取等，实现对地图采集车对应的道路的局部三维地质模型的有效构建，如图7所示；通过设置在推土机上的测量设备（比如高精度定位***、高精度动态倾角传感器等）获取推土机对应的位置信息、推土机铲尖的坐标信息和对应的时间信息，并根据上述信息有效构建推土机对应的排土场区域的局部三维地质模型，如图8所示。最后，将得到的局部三维地质模型采用布尔运算的方法增量更新至全局三维地质模型中，以实现三维地质模型的更新。
本公开的矿区三维地质模型的更新方法，只对矿山经常发生变化的地方（比如开采区域、排土场区域和道路）构建局部三维地质模型，并对局部三维地质模型和矿山原始的全局三维地质模型进行叠加，或者，从矿山原始的全局三维地质模型中移除局部三维地质模型，以此实现了对矿山三维地质模型的更新，可以保证模型的实时性和有效性。
综上，本公开的矿区三维地质模型的更新方法，通过设置在矿山设备（比如电铲、推土机等）上测量设备（比如激光雷达、组合导航***等智能终端传感设备），在矿山设备执行生产任务或作业计划的过程中，自动采集测量信息。通过对上述测量信息的分析和融合，构建矿山设备所在的工作区域（比如，电铲所在的开采区域、推土机所在的排土场区域、地图采集车所在的道路等）的局部三维地质模型，并采用布尔运算的方法将得到的局部三维地质模型增量更新至原始的矿区三维地质模型中，可在较短时间内构建符合矿山生产实际的新的矿区三维地质模型，并可以辅助相关工作人员及时了解地质地貌信息，进一步地，可以辅助相关工作人员实现对现阶段生产作业的设计或编制，以及对生产设备或辅助设备进行调度等。且，采用增量更新的方式对原始的矿山三维地质模型进行更新，可以有效缩短建模时长，提升了模型的更新效率，能够较强的匹配露天矿山频繁变动作业位置、地表信息和煤岩赋存的实际情况。
与上述图1至图4实施例提供的矿区三维地质模型的更新方法相对应，本公开还提供一种矿区三维地质模型的更新装置，由于本公开实施例提供的矿区三维地质模型的更新装置与上述图1至图4实施例提供的矿区三维地质模型的更新方法相对应，因此在矿区三维地质模型的更新方法的实施方式也适用于本公开实施例提供的矿区三维地质模型的更新装置，在本公开实施例中不再详细描述。
图9为本公开实施例五所提供的矿区三维地质模型的更新装置的结构示意图。
如图9所示，该矿区三维地质模型的更新装置900可以包括：测量模块901、构建模块902、获取模块903及更新模块904。
其中，测量模块901，用于通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息。
构建模块902，用于针对任一矿山设备，根据矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
获取模块903，用于获取矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，全局三维地质模型用于指示矿区的地表形态。
更新模块904，用于根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，矿山设备包括电铲；电铲所处区域为矿山中的开采区域；设置在电铲上的测量设备包括激光雷达和组合导航***；第一测量信息包括第一位姿信息和第一时间戳，第一时间戳用于指示第一位姿信息的测量时刻；第二测量信息包括第一点云信息；测量模块901，用于：针对任一电铲，通过设置在电铲上的组合导航***，对电铲进行位姿测量，以得到电铲对应的第一位姿信息和第一时间戳；针对任一电铲，通过设置在电铲上的激光雷达，对电铲所处的开采区域进行探测，以得到电铲所处的开采区域的第一点云信息；其中，第一点云信息包括每个第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标和第二时间戳，第二时间戳用于指示对应第一采样点的采集时刻。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，构建模块903，用于：针对任一电铲，根据对应的第一时间戳和第二时间戳，对第一点云信息和第一位姿信息进行匹配；根据匹配成功的第一点云信息和第一位姿信息，确定第一点云信息所在的第一点云坐标系与世界坐标系之间的第一映射关系；根据第一映射关系，将第一点云信息中各第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标变换至世界坐标系下，以得到第一点云信息中各第一采样点在世界坐标系下的第二坐标；根据第一点云信息中各第一采样点的第二坐标，构建电铲所处的开采区域对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，矿山设备包括地图采集车；地图采集车所处区域为矿山中的道路；设置在地图采集车上的测量设备包括第二激光雷达和第二组合导航***；第一测量信息包括第二位姿信息和第三时间戳，第三时间戳用于指示第二位姿信息的测量时刻；第二测量信息包括第二点云信息；测量模块901，用于：针对任一地图采集车，通过设置在地图采集车上的第二组合导航***，对地图采集车进行位姿测量，以得到地图采集车对应的第二位姿信息和第三时间戳；针对任一地图采集车，通过设置在地图采集车上的第二激光雷达，对地图采集车所处的道路进行探测，以得到地图采集车所处道路的第二点云信息；其中，第二点云信息包括每个第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标和第四时间戳，第四时间戳用于指示对应第二采样点的采集时刻。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，构建模块903，用于：针对任一地图采集车，根据对应的第三时间戳和第四时间戳，对第二点云信息和第二位姿信息进行匹配；根据匹配成功的第二点云信息和第二位姿信息，确定第二点云信息所在的第二点云坐标系与世界坐标系之间的第二映射关系；根据第二映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标变换至世界坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标；对世界坐标系下的各第二采样点进行标识，以得到各第二采样点的标识信息，并获取世界坐标系和设定的通用横墨卡托格网***UTM坐标系之间的第三映射关系；根据第三映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标变换至UTM坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在UTM坐标系下的第五坐标；根据第二点云信息中各第二采样点对应的标识信息、第四坐标和第五坐标，构建地图采集车所处道路对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，构建模块903，用于：对UTM坐标系下的第二点云信息进行语义分割，以得到第二点云信息中的目标采样点，其中，目标采样点用于指示地图采集车所处道路的边界；根据目标采样点对应的标识信息和第五坐标，确定目标采样点在世界坐标系下的第四坐标；根据目标采样点对应的第四坐标，构建地图采集车所处道路对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，矿山设备包括推土机；推土机所处区域为矿山中的排土场区域；设置在推土机上的测量设备包括定位***和倾角传感器；第一测量信息包括对应推土机所处的位置信息、对应推土机铲尖的坐标信息、第五时间戳和第六时间戳，其中，第五时间戳用于指示位置信息的测量时刻，第六时间戳用于指示坐标信息的测量时刻；测量模块901，用于：针对任一推土机，通过设置在推土机上的定位***和倾角传感器，对推土机进行位置测量，以得到推土机对应的位置信息、坐标信息、第五时间戳和第六时间戳。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，构建模块903，用于：针对任一推土机，根据对应的第五时间戳、第六时间戳、位置信息和坐标信息，确定推土机堆填的土方体积和土方范围；根据土方体积和土方范围，构建推土机所处的排土场区域的世界坐标系下的局部三维地质模型。
本公开实施例的矿区三维地质模型的更新装置，通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各矿山设备进行测量，以得到各矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各矿山设备所处区域进行测量，以得到各矿山设备所处区域的第二测量信息；针对任一矿山设备，根据矿山设备对应的第一测量信息和/或第二测量信息，构建矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型；获取矿区的用于指示矿区的地标形态的世界坐标系下的全局三维地质模型；根据各矿山设备的局部三维地质模型，对全局三维地质模型进行更新，以得到全局三维地质模型。由此，可以通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，获取各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，从而可以基于各矿山设备的测量信息和/或各矿山设备所处区域的测量信息，实现对各矿山设备所处区域的局部三维地质模型的构建，进一步地，仅根据局部三维地质模型实现对全局三维地质模型进行更新，得到矿区三维地质模型，而无需重新构建完整的矿区三维地质模型，可以提升模型的更新效率。
为了实现上述实施例，本公开还提出一种电子设备，其中，电子设备可以为前述实施例中的服务器或检测设备；包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本公开前述任一实施例提出的矿区三维地质模型的更新方法。
为了实现上述实施例，本公开还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本公开前述任一实施例提出的矿区三维地质模型的更新方法。
为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本公开前述任一实施例提出的矿区三维地质模型的更新方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种矿区三维地质模型的更新方法，其特征在于，方法包括：
通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各所述矿山设备所处区域进行测量，以得到各所述矿山设备所处区域的第二测量信息；
针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型；
获取所述矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，所述全局三维地质模型用于指示所述矿区的地表形态；
根据各所述矿山设备的局部三维地质模型，对所述全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型；
所述矿山设备包括地图采集车；所述地图采集车所处区域为矿山中的道路；设置在所述地图采集车上的测量设备包括第二激光雷达和第二组合导航***；所述第一测量信息包括第二位姿信息和第三时间戳，所述第三时间戳用于指示所述第二位姿信息的测量时刻；所述第二测量信息包括第二点云信息；
所述通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，包括：
针对任一所述地图采集车，通过设置在所述地图采集车上的第二组合导航***，对所述地图采集车进行位姿测量，以得到所述地图采集车对应的第二位姿信息和第三时间戳；
相应的，所述通过设置在各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备所处区域进行测量，以得到各所述矿山设备所处区域的第二测量信息，包括：
针对任一所述地图采集车，通过设置在所述地图采集车上的第二激光雷达，对所述地图采集车所处的道路进行探测，以得到所述地图采集车所处道路的第二点云信息；
其中，所述第二点云信息包括每个第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标和第四时间戳，所述第四时间戳用于指示对应第二采样点的采集时刻；
所述针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型，包括：
针对任一所述地图采集车，根据对应的所述第三时间戳和所述第四时间戳，对所述第二点云信息和所述第二位姿信息进行匹配；
根据匹配成功的所述第二点云信息和所述第二位姿信息，确定所述第二点云信息所在的第二点云坐标系与所述世界坐标系之间的第二映射关系；
根据所述第二映射关系，将所述第二点云信息中各所述第二采样点在所述第二点云坐标系下的第三坐标变换至所述世界坐标系下，以得到所述第二点云信息中各所述第二采样点在所述世界坐标系下的第四坐标；
对所述世界坐标系下的各所述第二采样点进行标识，以得到各所述第二采样点的标识信息，并获取所述世界坐标系和设定的通用横墨卡托格网***UTM坐标系之间的第三映射关系；
根据所述第三映射关系，将所述第二点云信息中各所述第二采样点在所述世界坐标系下的第四坐标变换至所述UTM坐标系下，以得到所述第二点云信息中各所述第二采样点在所述UTM坐标系下的第五坐标；
对UTM坐标系下的所述第二点云信息进行语义分割，以得到所述第二点云信息中的目标采样点，其中，所述目标采样点指示所述地图采集车所处道路的边界信息；
根据所述目标采样点的标识信息和对应的所述第五坐标，确定所述目标采样点在所述世界坐标系下的第四坐标；
根据所述目标采样点对应的第四坐标，构建所述地图采集车所处道路对应的所述世界坐标系下的局部三维地质模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿山设备还包括电铲；所述电铲所处区域为矿山中的开采区域；设置在所述电铲上的测量设备包括第一激光雷达和第一组合导航***；所述第一测量信息包括第一位姿信息和第一时间戳，所述第一时间戳用于指示所述第一位姿信息的测量时刻；所述第二测量信息包括第一点云信息；
所述通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，包括：
针对任一所述电铲，通过设置在所述电铲上的第一组合导航***，对所述电铲进行位姿测量，以得到所述电铲对应的第一位姿信息和第一时间戳；
相应的，所述通过设置在各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备所处区域进行测量，以得到各所述矿山设备所处区域的第二测量信息，包括：
针对任一所述电铲，通过设置在所述电铲上的第一激光雷达，对所述电铲所处的开采区域进行探测，以得到所述电铲所处的开采区域的第一点云信息；
其中，所述第一点云信息包括每个第一采样点在第一点云坐标系下的第一坐标和第二时间戳，所述第二时间戳用于指示对应第一采样点的采集时刻。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型，包括：
针对任一所述电铲，根据对应的所述第一时间戳和所述第二时间戳，对所述第一点云信息和所述第一位姿信息进行匹配；
根据匹配成功的所述第一点云信息和所述第一位姿信息，确定所述第一点云信息所在的第一点云坐标系与所述世界坐标系之间的第一映射关系；
根据所述第一映射关系，将所述第一点云信息中各所述第一采样点在所述第一点云坐标系下的第一坐标变换至所述世界坐标系下，以得到所述第一点云信息中各所述第一采样点在所述世界坐标系下的第二坐标；
根据所述第一点云信息中各所述第一采样点的第二坐标，构建所述电铲所处的开采区域对应的世界坐标系下的局部三维地质模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿山设备还包括推土机；所述推土机所处区域为矿山中的排土场区域；设置在所述推土机上的测量设备包括定位***和倾角传感器；所述第一测量信息包括对应推土机所处的位置信息、对应推土机铲尖的坐标信息、第五时间戳和第六时间戳，其中，所述第五时间戳用于指示所述位置信息的测量时刻，所述第六时间戳用于指示所述坐标信息的测量时刻；
所述通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，包括：
针对任一所述推土机，通过设置在所述推土机上的定位***和倾角传感器，对所述推土机进行位置测量，以得到所述推土机对应的位置信息、坐标信息、第五时间戳和第六时间戳。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的局部三维地质模型，包括：
针对任一所述推土机，根据对应的所述第五时间戳、所述第六时间戳、所述位置信息和所述坐标信息，确定所述推土机堆填的土方体积和土方范围；
根据所述土方体积和所述土方范围，构建所述推土机所处的排土场区域的局部三维地质模型。
6.一种矿区三维地质模型的更新装置，其特征在于，所述装置包括：
测量模块，用于通过设置在矿区中各矿山设备上的测量设备，对各所述矿山设备进行测量，以得到各所述矿山设备对应的第一测量信息，和/或，对各所述矿山设备所处区域进行测量，以得到各所述矿山设备所处区域的第二测量信息；
构建模块，用于针对任一所述矿山设备，根据所述矿山设备对应的所述第一测量信息和/或所述第二测量信息，构建所述矿山设备对应的世界坐标系下的局部三维地质模型；
获取模块，用于获取所述矿区的世界坐标系下的全局三维地质模型，其中，所述全局三维地质模型用于指示所述矿区的地表形态；
更新模块，用于根据各所述矿山设备的局部三维地质模型，对所述全局三维地质模型进行更新，以得到矿区三维地质模型；
其中，所述矿山设备包括地图采集车；所述地图采集车所处区域为矿山中的道路；设置在所述地图采集车上的测量设备包括第二激光雷达和第二组合导航***；第一测量信息包括第二位姿信息和第三时间戳，第三时间戳用于指示第二位姿信息的测量时刻；第二测量信息包括第二点云信息；
所述测量模块，还用于：针对任一地图采集车，通过设置在地图采集车上的第二组合导航***，对地图采集车进行位姿测量，以得到地图采集车对应的第二位姿信息和第三时间戳；针对任一地图采集车，通过设置在地图采集车上的第二激光雷达，对地图采集车所处的道路进行探测，以得到地图采集车所处道路的第二点云信息；其中，第二点云信息包括每个第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标和第四时间戳，第四时间戳用于指示对应第二采样点的采集时刻；
所述构建模块，还用于：针对任一地图采集车，根据对应的第三时间戳和第四时间戳，对第二点云信息和第二位姿信息进行匹配；根据匹配成功的第二点云信息和第二位姿信息，确定第二点云信息所在的第二点云坐标系与世界坐标系之间的第二映射关系；根据第二映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在第二点云坐标系下的第三坐标变换至世界坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标；对世界坐标系下的各第二采样点进行标识，以得到各第二采样点的标识信息，并获取世界坐标系和设定的通用横墨卡托格网***UTM坐标系之间的第三映射关系；根据第三映射关系，将第二点云信息中各第二采样点在世界坐标系下的第四坐标变换至UTM坐标系下，以得到第二点云信息中各第二采样点在UTM坐标系下的第五坐标；对UTM坐标系下的所述第二点云信息进行语义分割，以得到所述第二点云信息中的目标采样点，其中，所述目标采样点指示所述地图采集车所处道路的边界信息；根据所述目标采样点的标识信息和对应的所述第五坐标，确定所述目标采样点在所述世界坐标系下的第四坐标；根据所述目标采样点对应的第四坐标，构建所述地图采集车所处道路对应的所述世界坐标系下的局部三维地质模型。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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