技术文章
Technical articles一、方案背景
传统盘煤方式方测量难度高,效率低,人员投入大
堆场物资管理中,准确掌握堆体体积,为其生产规划管理、成本核算、效益评估提供非常重要的数据保障。传统用的是人工测量的方式,由测量人员使用RTK对堆体进行采点,或者采用全站仪手工测量堆体。此类方式投入人力、物力较多,测量误差较大,最终得出的数据不精准。
无人机优势:精度高,速度快,成本低,使用灵活
采用无人机搭载先进激光雷达相机,进行倾斜摄影,通过无人机实时相位差分技术(RTK)和三维激光雷达扫描技术。快速采集原始地形信息,输出高质量的原地面点云数据,通过对点云数据处理加工,重构实景点云三维模型,还原被测堆体的真实形状分布,科学计算出堆体体积等,实现快速,精准测量,是一种专用于露天堆场的全新体积测量方式。
二、解决方案组成
无人机平台:选用大疆 Matrice 350 RTK 无人机,该机型具备强大的飞行性能,续航时间长达 55 分钟,抗风能力达 15 米 / 秒,可在复杂环境下稳定飞行。其支持 3 组智能飞行电池同时供电,且支持快速更换电池,确保长时间作业。机身配备的 O3 图传模块,图传距离可达 20 公里,能够实时回传高清画面,保障作业安全与数据传输稳定 。
激光雷达扫描系统:搭配T100 Pro三维激光扫描仪,该设备采用SLAM技术(simultaneous localization and mapping)即实时定位与建图技术,不依赖于GPS等GNSS定位,在室内外空间等未知环境移动中,进行自身定位及增量式三维建图。且继承了优良的平台兼容性,支持背包、无人机、车载、无人船、机器狗等多种平台扫描方式,满足你对移动测量的多种想象。
经纬 M350 RTK + T100 Pro三维激光扫描仪
T100 Pro三维激光扫描仪(手持)
数据处理软件:使用LidarWorks软件,是标配处理软件,集设备应用与点云处理于一体的配套型软件。
T100 Pro三维激光扫描系统采集堆体点云数据后,得到现场堆体的等比例三维点云数据。使用配套专业分析软件对模型进行平面定义即可快速计算料堆体量,还可以指定高程基准,计算不同高程基准面之上、之下的体积,以及高程面之间的煤堆体量。
三、测量流程
前期准备:对测量区域进行实地勘察,确定堆体大致范围和地形情况。根据现场条件,在大疆M350无人机遥控中规划无人机飞行航线,设置飞行高度(一般建议离堆体20-30 米,确保覆盖整个堆体且保证数据精度)、飞行速度等参数。
数据采集:将T100 Pro扫描仪安装至 Matrice 350 RTK 无人机,检查设备连接和运行状态。无人机按照规划航线飞行,在飞行过程中,激光雷达实时采集堆体表面点云数据。
数据处理:将解算后的点云数据导入配套软件中进行建模分析,自动提取堆体,选去基准面,自动计算堆体体积,可输入堆体的密度比,可生成包含重量在内详细的测量报告。
四、方案优势
高效性:无人机可快速覆盖大面积测量区域,单次飞行即可完成数万平方米的堆体测量,相比传统测量方法,效率提升。
高精度:厘米级的激光雷达测量精度,结合高清影像数据,能够精准还原堆体表面细节,测量结果误差极小,满足各类工程和管理需求。
安全性:无需人工进入危险区域,避免了在复杂地形或危险作业环境下的人身安全风险。
灵活性:可根据不同测量需求,灵活调整飞行航线和参数,适应各种形状和规模的堆体测量。
数据可视化:生成的三维模型和测量报告直观易懂,方便管理人员进行数据分析和决策。