0 引言

随着矿业信息化的发展，数字化矿山正向信息集成、装备智能、决策科学、综合应用的方向发展，数字化矿山建设已经成为矿山行业转型升级的必经之路。其中，矿山测量包括地面和井下，尤其对于矿山井下测量，为查清矿山开采现状，特别是狭长封闭且内部环境复杂的井下巷道掘进情况，准确指导矿山企业自觉安全生产、守界开采，是贯穿整个数字化矿山建设的重要环节。经纬仪、全站仪结合RTK技术等传统测绘技术手段所采集数据成果无法准确完整呈现矿山的开采现状，满足不了数字化矿山安全生产与建设的要求，而三维激光扫描技术突破了传统单点精确测量的局限，具有连续、快速、非接触、自动、全天候工作等优势，可以大面积地采集矿山内部的三维点云数据。因此基于三维激光扫描仪获取高精度高分辨率的数学模型，为矿山安全生产、安全性评价的可靠性以及实现数字化矿山建设提供丰富多样的基础资料。

1 SLAM基本原理

SLAM三维激光扫描系统，意为“同步定位与地图构建”。它不依赖卫星信号，在封闭有限空间内可以进行实时移动式的测量，快速进行矿山采空区的数据采集。它由激光扫描仪、惯性测量单元与SLAM算法三个主要要素组成，其核心技术为SLAM算法。

该算法主要是决定了解算出的高动态移动轨迹的精准度，移动轨迹的精准度决定了空间场景三维数据的精准度。SLAM算法根据激光测距仪所获得三维数据中时间轴上共同的特征点加上IMU获取的姿态数据，进行实时解算设备从出发点移动的距离、角度信息、逆向构建连续的空间场景数据。……