基于点云的航拍破碎度分析及其在矿业中的应用

本文研究如何应用无人机（UAV）技术测量岩石破碎度，而无需在场景中放置比例物体来确定图像比例尺。通常实践的基于图像的岩石破碎度分析需要技术人员走到岩堆旁，在感兴趣区域放置已知尺寸的比例物体，并拍摄单独的二维图像。我们此前的工作首次使用无人机技术获取实时岩石破碎度数据，并显示出可媲美的结果质量；然而，该方法仍需要（可能具有危险性的）比例物体放置，并继续假设岩堆表面为平面且比例物体位于该表面上。本工作改进了我们基于无人机的方法，使其能够在无需放置比例物体且不假设平面性的情况下进行岩石破碎度测量。实现方式是首先从二维图像生成岩堆的点云，同时考虑相机内外参数，然后拍摄用于破碎度分析的二维图像。这项工作代表了朝着自动化爆后岩石破碎度分析迈出的重要一步。在实验中，无人机对已知粒度分布的岩堆进行了拍摄，分别使用了比例物体和未使用比例物体。对于无比例物体的破碎度分析，先生成岩堆的点云并用于计算图像比例尺。岩石粒度分布的对比表明，这种基于点云的方法能够产生与使用比例物体的手动方法相比更好或相当的测量精度（与真实值相差在10%以内）。