[发明专利]三维激光扫描尾矿坝体动态监测系统装置

摘要

本发明公开了一种三维激光扫描尾矿坝体动态监测系统装置，主要包括：机械单元、激光数据采集单元、控制驱动与反馈单元、通信及上位机单元。该装置运用激光数据采集单元获取尾矿坝体表面的场景极半径信息，运用控制驱动与反馈单元带动激光数据采集单元进行水平和竖直维度的旋转，对尾矿坝体表面大场景匀速扫描并实时获取水平和竖直维度的角度信息，运用通信及上位机单元将获取的距离及角度信息通过高速数据采集卡传输给上位机，上位机软件处理场景极半径与水平和竖直维度旋转角度信息恢复场景的真三维图像，建立理想状态下的尾矿坝体标准点云模型，存入数据库，用作智能监测的对比模板，在装置动态扫描过程中，利用动态监测算法，通过与模板的对比，对突发灾害进行定性和定量估算。便于操作管理人员及时实施启动相应的应急预案，避免灾害进一步扩大。

主权项

三维激光扫描尾矿坝体动态监测系统装置，其特征在于包括：机械单元(1)、激光数据采集单元(2)、控制驱动与反馈单元(3)、通信及上位机单元(4)，其中：机械单元(1)，用于连接激光数据采集单元(2)与水平方向电机(6)和竖直方向电机(12)，实现激光数据采集单元(2)的水平和竖直方向扫描；水平方向旋转变压器(8)与水平方向电机(6)在水平方向电机与水平方向旋转变压器连接装置(9)的固定下同步运动，竖直方向旋转变压器(14)和竖直方向电机(12)在竖直方向电机与竖直方向旋转变压器连接装置(15)的固定下同步运动；激光数据采集单元(2)，可实时获取地物点场景极半径信息，在水平方向电机(6)和竖直方向电机(12)的带动下，对尾矿坝体全景扫描，将获得的数据信息通过高速数据采集卡(18)传递给上位机(19)；控制驱动与反馈单元(3)，水平方向驱动器(11)和竖直方向驱动器(17)分别控制水平方向电机(6)和竖直方向电机(12)，带动激光数据采集单元(2)实现水平和竖直维度的匀速扫描，通过水平方向旋转变压器(8)和竖直方向旋转变压器(14)实时获取各个扫描位置的角度信息，在水平方向旋转变压器‑数字转换器(10)和竖直方向旋转变压器‑数字转换器(16)的整合下分别传递给水平方向驱动器(11)和竖直方向驱动器(17)，通过高速数据采集卡(18)传递给上位机(19)；通信及上位机单元(4)，高速数据采集卡(18)将激光数据采集单元(2)获取的场景极半径信息、水平方向旋转变压器(8)及竖直方向旋转变压器(14)获得的角度信息实时传送到上位机(19)，上位机(19)对获取数据进行系统矫正，将各坐标系的数据运用坐标归一算法转换到三维激光扫描尾矿坝体动态监测系统装置的基准坐标系下，并将结果以三维点云的形式显示出来；对各个标志点的三维坐标运用智能监测算法，判断其是否与标准库的结果一致；若不一致，则启动相应的应急预案。