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龙图腾网获悉中国煤炭科工集团太原研究院有限公司;山西天地煤机装备有限公司申请的专利一种基于三维激光扫描的掘进装备超欠挖控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119801539B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411976334.2，技术领域涉及：E21D9/00；该发明授权一种基于三维激光扫描的掘进装备超欠挖控制系统及方法是由贾有生;呼守信;冯化;姜铭;王强;高旭彬;刘国鹏;曹颖;杨勇;上官志鹏;郝亚明;金雪琪;郑景钟;唐会成;冯向军设计研发完成，并于2024-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于三维激光扫描的掘进装备超欠挖控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于三维激光扫描的掘进装备超欠挖控制系统及方法，涉及智能控制技术领域，包括：将三个定位标靶分别固定安装于巷道顶部及左右侧帮不被遮挡的不同位置，确定防爆全站仪的基准位置，用全站仪分别测量三个标靶，获取其绝对坐标信息；用机载三维激光扫描仪分别测量三个定位标靶，并手动输入标靶的坐标数据，通过在空间三个不同位置点的坐标信息，确定三维扫描仪坐标信息；启动机载三维激光扫描仪，完成对后方已掘巷道的三维扫描，与扫描仪相连接的工控机，接受扫描仪传来的扫描数据；通过对扫描数据处理，结合已有巷道设计数据，获得巷道超欠挖信息，将巷道超欠挖信息发送到掘进装备控制器。本发明可以减少超欠挖情况的发生。

本发明授权一种基于三维激光扫描的掘进装备超欠挖控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于三维激光扫描的掘进装备超欠挖控制方法，其特征在于，包括： 步骤1，标靶定位，将三个定位标靶分别固定安装于巷道顶部及左右侧帮不被遮挡的不同位置，确定防爆全站仪的基准位置，用防爆全站仪分别测量三个标靶，获取其绝对坐标信息； 步骤2，三维激光扫描仪定位，调整扫描仪的角度，使其对准第一个定位标靶，启动扫描仪的测量功能，对第一个定位标靶进行三维坐标测量，记录下第一个定位标靶的测量数据；依次对准第二个和第三个定位标靶，重复上述测量过程，分别记录下对应的测量数据；在扫描仪的控制界面中，找到标靶坐标数据输入的功能选项，依次手动输入先前通过全站仪测量得到的三个定位标靶的绝对坐标信息； 利用扫描仪内部的处理算法，结合手动输入的标靶坐标数据和扫描仪自身的测量数据，进行坐标系统的匹配和转换计算，通过在空间三个不同位置点的坐标信息，确定三维激光扫描仪在当前巷道坐标系中的准确位置和姿态，包括： 接收从全站仪传输的三个定位标靶的绝对坐标数据；对三个定位标靶进行测量，获取每个标靶在扫描仪坐标系下的坐标数据，将每个测量的标靶数据与先前存储的绝对坐标数据进行比对，通过特征匹配算法自动配对，配对成功后，将每个标靶的测量数据与对应的绝对坐标数据关联起来，形成一个数据对；利用配对的数据对作为输入，通过最小二乘法优化算法，计算扫描仪坐标系与巷道坐标系之间的变换关系，即求解旋转矩阵和平移向量；使用变换关系中的平移向量作为扫描仪在巷道坐标系中的位置，从计算的旋转矩阵中提取出扫描仪的姿态信息；通过欧拉角转换将旋转矩阵分解为俯仰角、偏航角和滚动角，其中，俯仰角、偏航角和滚动角用于描述扫描仪相对于巷道坐标系的方向和倾斜状态； 步骤3，扫描及点云数据处理，启动机载三维激光扫描仪，完成对后方已掘巷道的三维扫描，与三维激光扫描仪相连接的工控机，接受三维激光扫描仪传来的扫描数据； 步骤4，通过对扫描数据处理，结合已有巷道设计数据，获得巷道超欠挖信息，将巷道超欠挖信息发送到掘进装备控制器； 步骤5，自动截割及超欠挖控制，掘进装备控制器收到超欠挖信息，对原有控制策略进行一定调整，修正行走路径和截割方式，以实现下个截割循环精准截割； 步骤6，远程三维成像显示，布置于巷道后方的集控中心，借助工作面通讯系统接受三维激光扫描仪发来的点云数据，由防爆计算机对数据进行处理、三维建模和三维成像，实现对已掘巷道的三维实景成像； 步骤7，完成上述步骤5后，掘进装备继续前进截割，完成一定距离掘进后，三维激光扫描仪启动，重新测量定位标靶以实现自身定位，并进行新一轮扫描；后续当三维激光扫描仪距定位标靶超过30米时，将标靶前移，并重新定位标靶的绝对坐标。

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