(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210258931.6 (22)申请日 2022.03.16 (71)申请人 宁夏广天夏电子科技有限公司 地址 750001 宁夏回族自治区银川市金凤 区宁安大街 490号101 1室 (72)发明人 李铮　戴卫东　李函阳　 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06T 3/40(2006.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 采煤面矫直方法、 装置及综采工作面系统 (57)摘要 本发明公开了一种采煤面矫直方法、 装置及 综采工作面系统。 其中， 方法包括： 获取设置于刮 板机挡板的雷达设备采集到的点 云数据； 基于点 云数据， 筛选出坐标处于预设范围内的点云； 采 用基于密度聚类算法， 对坐标处于预设范围内的 点云进行聚类， 以得到至少一个点云簇， 并从至 少一个点云簇中识别出采煤面对应的目标点云 簇； 根据目标点云簇中采样点与刮板机挡板之间 的距离， 判断采煤面是否平直； 若否， 根据目标点 云簇中采样点与刮板机挡板之间的距离生成挖 掘参数， 以供控制器基于挖掘参数控制采煤机挖 掘。 采用本方案， 能够提升采煤面的平直识别精 度及识别效率， 并且能够提升采煤面的矫直精度 及矫直效率。 权利要求书3页 说明书14页 附图7页 CN 114897040 A 2022.08.12 CN 114897040 A 1.一种采煤面 矫直方法， 其特 征在于， 包括： 获取设置 于刮板机挡板的雷达设备采集到的点云数据； 基于所述 点云数据， 筛 选出坐标处于预设范围内的点云； 采用基于密度聚类算法， 对所述坐标处于预设范围内的点云进行聚类， 以得到至少一 个点云簇， 并从所述至少一个点云簇中识别出采煤面对应的目标点云簇； 根据所述目标点云簇中采样点与刮板 机挡板之间的距离， 判断采煤面是否平直； 若否， 根据所述目标点云簇中采样点与刮板机挡板之间的距离生成挖掘参数， 以供控 制器基于所述挖掘参数控制采煤 机挖掘。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述预设范围通过以下 方式确定： 获取历史时间窗口内已识别出的采煤面对应的目标点云簇； 根据历史时间窗口内各个目标点云簇的分布范围， 确定所述预设范围。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据历史时间窗口内各个目标点云簇 的分布范围， 确定所述预设范围进一 步包括： 将历史时间窗口内各个目标点云簇 叠加， 以获得叠加点云簇； 分别确定所述叠加点云簇在x、 y、 z方向上的最大边界值以及最小边界值； 针对于任一方向， 将该方向上的最大边界值与 预设冗余值的和作为所述预设范围中该 方向上的最大边界值； 以及将该方向上的最小边界值与预设冗余值的差作为所述预设范围 中该方向上的最小边界值。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据历史时间窗口内各个目标点云簇 的分布范围， 确定所述预设范围进一 步包括： 针对于历史时间窗口内任一目标点云簇， 分别确定该目标点云簇在x、 y、 z方向上的最 大边界值以及最小边界值； 针对于任一方向， 统计该方向对应的目标点云簇的最大边界值的平均值及标准差； 以 及统计该 方向对应的目标点云簇的最小边界值的平均值及标准差； 根据各个方向对应的目标点云簇的最大边界值的平均值及标准差、 各个方向对应的目 标点云簇的最小边界值的平均值及标准差、 以及调整系 数， 采用如下公式确定所述预设范 围： 其中，i取值分别为x，y，z；imax为预设范围中 i方向的最大边界值； iavg_max为i方向对应的 目标点云簇的最大边界值 的平均值； istd_max为i方向对应的目标点云簇的最大边界值的标 准差；imin为预设范围中 i方向的最小边界值； iavg_min为i方向对应的目标点云簇的最小边界 值的平均值； istd_min为i方向对应的目标点云簇的最小边界值的标准差； k为所述调整系数。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 获取历史时间窗口内采煤面 不平直频次； 根据所述采煤面不平直频次确定所述调整系数； 其中， 所述调整系数正相关于所述采 煤面不平直频次。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述从所述至少一个点云簇 中识别出采煤权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114897040 A 2面对应的目标点云簇进一 步包括： 将包含的采样点数目最多的点云簇作为采煤面对应的目标点云簇 。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述对所述坐标处于预设范围内的点云进 行聚类， 以得到 至少一个点云簇进一 步包括： 针对所述坐标处于预设范围内的点云中的任一采样点， 将该采样点的三维坐标作为该 采样点的聚类特 征， 基于采样点的聚类特 征进行聚类， 以得到最少一个点云簇； 或者 针对所述坐标处于预设范围内的点云中的任一采样点， 根据该采样点的三维坐标与对 应维度方向的权重生成该采样点的修正三维坐标， 并将该修正三 维坐标作为该采样点的聚 类特征， 基于采样点的聚类特 征进行聚类， 以得到最少一个点云簇 。 8.根据权利要求1 ‑7中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述获取设置于刮板机挡板的 雷达设备采集到的点云数据进一步包括： 获取所述雷达 设备在所述刮板机挡板的不同位置 采集到的点云数据； 则所述基于所述点云数据， 筛选出坐标处于预设范围内的点云进一步包括： 针对于任 一位置采集到的点云数据， 筛 选出该位置对应的坐标处于预设范围内的点云； 则所述方法还包括： 将不同位置对应的坐标处于预设范围内的点云进行拼接， 以获得 拼接点云； 则所述对所述坐标处于预设范围内的点云进行聚类进一步包括： 针对所述拼接点云进 行聚类。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于， 在所述获得拼接点云之后， 所述方法还包 括： 对所述 拼接点云进行体素格下采样， 以获得 下采样后的点云； 则所述对所述坐标处于预设范围内的点云进行聚类进一步包括： 对下采样后的点云进 行聚类。 10.根据权利要求1 ‑7中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述目标点云簇中 采样点与刮板 机挡板之间的距离生成挖掘参数进一 步包括： 根据所述目标点云簇中采样点与刮板机挡板之间的距离， 确定超采区域以及超采深 度， 和/或确定欠采区域以及欠采深度； 根据所述超 采区域以及超 采深度， 和/或所述 欠采区域以及欠采深度， 生成挖掘参数。 11.一种采煤面 矫直装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取设置 于刮板机挡板的雷达设备采集到的点云数据； 第一筛选模块， 用于基于所述 点云数据， 筛 选出坐标处于预设范围内的点云； 第二筛选模块， 用于采用基于密度聚类算法， 对所述坐标处于预设范围内的点云进行 聚类， 以得到至少一个点云簇， 并从所述至少一个点云簇中识别出采煤面对应的目标点云 簇； 判断模块， 用于根据所述目标点云簇中采样点与刮板机挡板之间的距离， 判断采煤面 是否平直； 参数生成模块， 用于若所述判断模块判断结果为否， 则根据所述目标点云簇中采样点 与刮板机挡板之间的距离生成挖掘参数， 以供控制器 基于所述挖掘参数控制采煤 机挖掘。 12.一种综采工作面系统， 其特 征在于， 包括： 采煤机， 用于挖掘煤炭资源；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114897040 A 3