法能够对截割后的效果进行判断。
[0067]本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的方法的又一种【具体实施方式】的流程图如图3所示，该方法包括:
[0068]步骤S301:控制系统中截割头进行相关操作；
[0069]具体地，操作者可操作掘进机截割头操作手杆，截割头可上下左右移动进行截割(按照轨迹线及激光点)；
[0070]步骤S302:根据步骤S301中的相关操作，发出模拟量信号；
[0071]步骤S303:截割头对应实时动作；
[0072]步骤S304:通过建立的射线机制、可控多层煤壁以及运动坐标系模拟虚拟场景；
[0073]步骤S305:判断是否形成截割空间，如果是，则进入步骤S306，如果否，则返回步骤 S304 ；
[0074]步骤S306:对截割空间及截割轨迹进行记忆和存储；
[0075]步骤S307:与标准断面参数进行比对，识别出欠挖或超挖。
[0076]本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的方法，通过用户输入的控制截割头进行截割的操作指令，模拟出实际的截割轨迹，然后利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，计算出截割后的空间后，与标准巷道的参数进行对比，就能够获得截割效果的信息。可见，本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的方法能够对截割后的效果进行判断。
[0077]另外，本发明能够解决煤矿设备虚拟仿真培训中互动操作的实时对应，与现场逼真贴近，对于迅速提高工人的操作技能、提高培训效率，具有巨大的促进作用。
[0078]本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的装置的一种【具体实施方式】的结构框图如图4所示，该装置包括:
[0079]接收模块100，用于接收用户输入的控制截割头进行截割的操作指令；
[0080]模拟模块200，用于通过所述操作指令模拟所述截割头的截割轨迹；
[0081]计算模块300，用于利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间；
[0082]比对模块400，用于将所述截割后的空间与标准巷道参数进行比对，生成截割效果信息。
[0083]作为一种优选实施方式，本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的装置还可以进一步增加:
[0084]存储模块500，用于对所述截割效果信息进行存储；
[0085]显示模块600，用于对所述截割效果信息进行显示。
[0086]本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的装置，通过用户输入的控制截割头进行截割的操作指令，模拟出实际的截割轨迹，然后利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，计算出截割后的空间后，与标准巷道的参数进行对比，以获得截割效果的信息。可见，本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的装置能够对截割后的效果进行判断。
[0087]如图5所示，本发明还提供了一种实现对煤壁截割效果判断的系统，该系统包括上述所述的实现对煤壁截割效果判断的装置，此外还包括:
[0088]虚拟场景展示装置以及仿真操作控制装置。
[0089]其中，本实施例中实现对煤壁截割效果判断的装置可具体采用中央控制电路板以及主控PC来实现；虚拟场景展示装置可具体采用显示屏或投影仪；仿真操作台控制系统可采用各种开关量按钮、开关量旋钮、开关量把手、模拟量把手以及遥控器等控制装置。在本具体实施例中，截割头操纵手柄可采用模拟量手把，可上下左右操作。
[0090]本实施例所提供的系统其工作的流程具体为:
[0091]操作者操作电控系统或者液控系统中的任何一个按钮或把手；
[0092]该操作产生的对应信号被采集；
[0093]发送给中央控制电路板；
[0094]中央电路板对数据进行处理，变成可操作状态的数据，然后再传送给主控PC ;
[0095]主控PC按照前述的实现对煤壁截割效果判断的方法分析该数据；
[0096]主控PC对数据分析后，把数据传送给虚拟视景显示模块，通过显示屏或投影展现出来。如图6所示，为本实施例提供的实现对煤壁截割效果判断的系统的截割头实时截割的示意图。
[0097]本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的装置及系统的具体内容与前述的方法部分相同或相似，在此不再赘述。
[0098]本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的系统，利用3D数学中的四元数，进行线性插值，实现了掘进机截割头(直径1.0m)完成一排或多排截割后的空间的判断和记录，实现轨迹的存储，能够对截割效果进行判断，进而识别出欠挖和超挖。
[0099]本发明能够解决煤矿设备虚拟仿真培训中互动操作的实时对应，与现场逼真贴近，对于迅速提高工人的操作技能、提高培训效率，具有巨大的促进作用。
[0100]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
[0101]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，包括: 接收用户输入的控制截割头进行截割的操作指令； 通过所述操作指令模拟所述截割头的截割轨迹； 利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间； 将所述截割后的空间与标准巷道参数进行比对，生成截割效果信息。
2.如权利要求1所述的实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，在所述通过所述操作指令模拟所述截割头的截割轨迹之前还包括: 搭建虚拟环境中的煤壁，建立运动可视化系统的坐标系。
3.如权利要求2所述的实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，所述通过所述操作指令模拟所述截割头的截割轨迹包括: 在所述截割头上添加射线，通过所述操作指令与所述射线的信息模拟所述截割头的截割轨迹。
4.如权利要求1所述的实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，所述利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间包括: 判断所述截割头的截割操作是否形成截割空间，如果是，则利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间。
5.如权利要求3所述的实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，所述利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间包括: 计算所述射线发射点与煤壁碰撞点之间的距离，当所述距离小于预设值时，判定所述截割头与所述煤壁接触； 调用破碎煤壁的方法，达到截割头截割煤壁的实时状态； 利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割的空间及体积； 通过所述截割的空间及体积计算截割后的空间。
6.如权利要求1所述的实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，所述将截割后的空间与标准巷道参数进行比对，生成截割效果信息包括: 将截割后的空间与标准巷道参数进行比对，判定截割操作是否欠挖或超挖。
7.如权利要求1所述的实现对煤壁截割效果判断的方法，其特征在于，还包括: 对所述截割效果信息进行存储和/或显示。
8.一种实现对煤壁截割效果判断的装置，其特征在于，包括: 接收模块，用于接收用户输入的控制截割头进行截割的操作指令； 模拟模块，用于通过所述操作指令模拟所述截割头的截割轨迹； 计算模块，用于利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间； 比对模块，用于将所述截割后的空间与标准巷道参数进行比对，生成截割效果信息。
9.如权利要求8所述的实现对煤壁截割效果判断的装置，其特征在于，还包括: 存储模块，用于对所述截割效果信息进行存储； 和/或显示模块，用于对所述截割效果信息进行显示。
10.—种实现对煤壁截割效果判断的系统，包括虚拟场景展示装置以及仿真操作控制装置，其特征在于，包括如权利要求8至9任一项所述的实现对煤壁截割效果判断的装置。
【专利摘要】本发明公开了一种实现对煤壁截割效果判断的方法、装置及系统，该方法包括：接收用户输入的控制截割头进行截割的操作指令；通过所述操作指令模拟所述截割头的截割轨迹；利用3D数学中的四元数，进行球面线性插值，通过所述截割轨迹计算出截割后的空间；将所述截割后的空间与标准巷道参数进行比对，生成截割效果信息。本发明所提供的实现对煤壁截割效果判断的方法、装置及系统能够对截割后的效果进行判断。另外，本发明能够解决煤矿设备虚拟仿真培训中互动操作的实时对应，与现场逼真贴近，对于迅速提高工人的操作技能、提高培训效率，具有巨大的促进作用。
【IPC分类】G06F9-455
【公开号】CN104850448
【申请号】CN201510158075
【发明人】李华, 安满林, 唐子波, 任草艳, 赵健云, 屈庆贺, 马运峰, 赵俊孝, 孔庆康, 何清波, 魏忠民, 屈昀
【申请人】兖州煤业股份有限公司, 西安和利德软件有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月3日