[发明专利]煤矿井下开采工作面三维模型还原方法

权利要求书

1.一种煤矿井下开采工作面三维模型还原方法，其特征在于：包括下述步骤：

S1，通过对采煤机、刮板运输机和液压支架的动作部件进行扫描测量，获取所述采煤机、刮板运输机和液压支架的数字化信息；利用Unity3D开发平台数据仿真软件对采煤机、刮板运输机和液压支架的各动作部件进行三维还原，绘制出采煤机、刮板运输机和液压支架的三维仿真模型；按照采煤机、刮板运输机和液压支架的装配规则及动作规则进行拼接，为各个所述动作部件提供相应的数据点接口，用以数据驱动各个动作部件；

S2，在Unity3D开发平台数据仿真软件中，根据实际开采工作面建立三维虚拟空间模型，在所述三维虚拟空间模型的坐标系中，依据所述实际开采工作面的需求添加虚拟液压支架数量，并按照实际开采工作面采煤机、刮板运输机和液压支架的实际空间位置进行摆放；依据采煤机、刮板运输机和液压支架之间的相互依赖关系对逻辑结构进行设计，用以满足后续数据驱动时的动作需求；

S3，在液压支架的底座、连杆、尾梁、顶梁以及护帮板上安装倾角传感器，对液压支架姿态信息进行采集；在液压支架的立柱上安装红外接收装置，通过与红外发射装置配合确定采煤机所在位置对应的液压支架编号；在液压支架立柱底端安装压力传感器对顶梁压力进行检测；在所述底座中的推移千斤顶内部安装位移传感器，用以检测推溜和移架距离；在采煤机机身和左右摇臂之间安装轴编码器，用以测量摇臂与采煤机机身之间的夹角；在采煤机机身中间部位安装红外发射装置，通过其与所述红外接收装置相互配合确定采煤机位置；在采煤机和刮板运输机连接处安装位置编码器，用以测量采煤机在刮板运输机所提供的轨道上行走距离；通过电流检测装置检测采煤机和刮板运输机的工作电流；

S4，主控计算机和支架控制器实时接收所述各倾角传感器、红外发射和红外接收装置、压力传感器、位移传感器、轴编码器、位置编码器和电流检测装置所采集的数据并进行去噪、计算处理，从而得到用来驱动三维虚拟空间模型的驱动数据；

S5，将所述驱动数据与三维虚拟空间模型中的虚拟采煤机、虚拟刮板运输机和虚拟液压支架相应驱动数据点进行绑定；当煤矿井下实际开采工作面进行动作时，所述主控计算机和各支架控制器实时将驱动数据反馈给三维虚拟空间模型，控制所述三维仿真模型中相应的虚拟采煤机、虚拟刮板运输机和虚拟液压支架进行同样的动作，从而实时反映煤矿井下实际开采工作面的真实状态。