技術(shù)文章
Technical articles一、方案背景
傳統(tǒng)盤煤方式方測量難度高,效率低,人員投入大
堆場物資管理中,準(zhǔn)確掌握堆體體積,為其生產(chǎn)規(guī)劃管理、成本核算、效益評估提供非常重要的數(shù)據(jù)保障。傳統(tǒng)用的是人工測量的方式,由測量人員使用RTK對堆體進(jìn)行采點,或者采用全站儀手工測量堆體。此類方式投入人力、物力較多,測量誤差較大,最終得出的數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)。
無人機(jī)優(yōu)勢:精度高,速度快,成本低,使用靈活
采用無人機(jī)搭載先進(jìn)激光雷達(dá)相機(jī),進(jìn)行傾斜攝影,通過無人機(jī)實時相位差分技術(shù)(RTK)和三維激光雷達(dá)掃描技術(shù)??焖俨杉嫉匦涡畔?,輸出高質(zhì)量的原地面點云數(shù)據(jù),通過對點云數(shù)據(jù)處理加工,重構(gòu)實景點云三維模型,還原被測堆體的真實形狀分布,科學(xué)計算出堆體體積等,實現(xiàn)快速,精準(zhǔn)測量,是一種專用于露天堆場的全新體積測量方式。
二、解決方案組成
無人機(jī)平臺:選用大疆 Matrice 350 RTK 無人機(jī),該機(jī)型具備強(qiáng)大的飛行性能,續(xù)航時間長達(dá) 55 分鐘,抗風(fēng)能力達(dá) 15 米 / 秒,可在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定飛行。其支持 3 組智能飛行電池同時供電,且支持快速更換電池,確保長時間作業(yè)。機(jī)身配備的 O3 圖傳模塊,圖傳距離可達(dá) 20 公里,能夠?qū)崟r回傳高清畫面,保障作業(yè)安全與數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定 。
激光雷達(dá)掃描系統(tǒng):搭配T100 Pro三維激光掃描儀,該設(shè)備采用SLAM技術(shù)(simultaneous localization and mapping)即實時定位與建圖技術(shù),不依賴于GPS等GNSS定位,在室內(nèi)外空間等未知環(huán)境移動中,進(jìn)行自身定位及增量式三維建圖。且繼承了優(yōu)良的平臺兼容性,支持背包、無人機(jī)、車載、無人船、機(jī)器狗等多種平臺掃描方式,滿足你對移動測量的多種想象。
經(jīng)緯 M350 RTK + T100 Pro三維激光掃描儀
T100 Pro三維激光掃描儀(手持)
數(shù)據(jù)處理軟件:使用LidarWorks軟件,是標(biāo)配處理軟件,集設(shè)備應(yīng)用與點云處理于一體的配套型軟件。
T100 Pro三維激光掃描系統(tǒng)采集堆體點云數(shù)據(jù)后,得到現(xiàn)場堆體的等比例三維點云數(shù)據(jù)。使用配套專業(yè)分析軟件對模型進(jìn)行平面定義即可快速計算料堆體量,還可以指定高程基準(zhǔn),計算不同高程基準(zhǔn)面之上、之下的體積,以及高程面之間的煤堆體量。
三、測量流程
前期準(zhǔn)備:對測量區(qū)域進(jìn)行實地勘察,確定堆體大致范圍和地形情況。根據(jù)現(xiàn)場條件,在大疆M350無人機(jī)遙控中規(guī)劃無人機(jī)飛行航線,設(shè)置飛行高度(一般建議離堆體20-30 米,確保覆蓋整個堆體且保證數(shù)據(jù)精度)、飛行速度等參數(shù)。
數(shù)據(jù)采集:將T100 Pro掃描儀安裝至 Matrice 350 RTK 無人機(jī),檢查設(shè)備連接和運(yùn)行狀態(tài)。無人機(jī)按照規(guī)劃航線飛行,在飛行過程中,激光雷達(dá)實時采集堆體表面點云數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理:將解算后的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入配套軟件中進(jìn)行建模分析,自動提取堆體,選去基準(zhǔn)面,自動計算堆體體積,可輸入堆體的密度比,可生成包含重量在內(nèi)詳細(xì)的測量報告。
四、方案優(yōu)勢
高效性:無人機(jī)可快速覆蓋大面積測量區(qū)域,單次飛行即可完成數(shù)萬平方米的堆體測量,相比傳統(tǒng)測量方法,效率提升。
高精度:厘米級的激光雷達(dá)測量精度,結(jié)合高清影像數(shù)據(jù),能夠精準(zhǔn)還原堆體表面細(xì)節(jié),測量結(jié)果誤差極小,滿足各類工程和管理需求。
安全性:無需人工進(jìn)入危險區(qū)域,避免了在復(fù)雜地形或危險作業(yè)環(huán)境下的人身安全風(fēng)險。
靈活性:可根據(jù)不同測量需求,靈活調(diào)整飛行航線和參數(shù),適應(yīng)各種形狀和規(guī)模的堆體測量。
數(shù)據(jù)可視化:生成的三維模型和測量報告直觀易懂,方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策。