随着计算机和信息处理技术的发展,我们矿业在智能化建设方向取得了显著成果。但是与工业化强国的矿业发展相比,我国矿业在计算机技术应用方面仍有不足。如何利用计算机和信息处理技术进行矿山智能化建设成为研究热点。因此本文基于破碎锤自动碎石引导项目项目,采用三维点云建模技术、三维点云滤波和区域增长分割方法,以获取石块三维坐标信息来实现破碎锤自动碎石引导。本文主要内容如下:由于实际井下环境场景中采集的点云图是由格筛平面和石块组成的,采用平面模型滤波时,算法在拟合平面的过程中,会出现将石块对应的点云也拟合成平面的过拟合问题,此时会将石块点云连同平面一起被过滤掉。针对这个问题,本文提出了基于背景模型滤波的方法,利用破碎区域背景不变性将二维平面背景减差法推广至三维点云中使用。对背景点云建模,将当前点云减去背景点云之后进行二值化。由于石块点云与背景点云之间没有关联,通过减差的方法之后,可以将石块点云完美的过滤出来,其中的稀疏点云可以在统计滤波的帮助下过滤掉,此时留下的点云数据就是需要的石块点云。在Windows10系统下,使用open CV视觉库与PCL点云库完成算法流程开发,通过实验验证得出背景模型滤波算法相比平面模型滤波能够在过滤格筛平面的同时可以保留更多的石块特征,计算出的质心坐标更加准确。自动碎石引导方法在视觉处理部分有较好的效果。在实际应用中有一定的良好表现。针对矿山井下环境昏暗,破碎地区矿洞高度较高的情况,本文研究根据矿山井下的环境来确定视觉系统的基本参数与硬件布局,选择基于time of flight(TOF)的深度摄像机完成视觉采集部分的硬件选择,由于TOF相机的工作原理在光照情况不佳的情况下依旧可以运行,并且它的工作距离根据设备不同可以达到10多米远。能够满足矿山井下的环境。通过理论分析与实际采集数据验证设计是否合理,并确定视觉系统平台的设计与安装。通过现场硬件设施的搭建来获取点云数据,验证整个流程在实际情况下的效果。得出最终计算的破碎点坐标符合要求。整个流程的实现不仅可以使得矿山自动化水平提高,破碎锤能够实现自动碎石更加可以保证操作大型工矿机械人员的安全。