解決方案
始終致力于高精度三維激光系列產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用服務(wù)與產(chǎn)業(yè)化,為用戶提供多行業(yè)、全場景解決方案。
SLAM技術(shù)在隧道測量的應(yīng)用
地下開采所形成大量采空區(qū)安全隱患,普通測量方法已不能滿足礦山對采空區(qū)管理和隱患治理的需求,精確勘察采空區(qū)的空間位置、形態(tài)、變形觀測、體積等三維立體的數(shù)據(jù),有助于科學的管理地下采空區(qū),提高安全生產(chǎn)效率。
由于地下采空區(qū)具有隱伏性強、空間分布特征規(guī)律性差、采空區(qū)頂板冒落塌陷情況難以預測等特點,因此,如何實現(xiàn)量化評判,從而輔助進行采空區(qū)潛在危害性評價并合理制定采空區(qū)處治對策,一直是困擾工程技術(shù)人員的關(guān)鍵技術(shù)難題。
傳統(tǒng)的測繪勘察手段進行單點式與抽檢式的測量,很容易丟失關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)信息,新型的勘察技術(shù)手段——SLAM三維激光掃描系統(tǒng)將解決這些關(guān)鍵性的技術(shù)難題,為采空區(qū)的安全生產(chǎn),安全性評價的可靠性,以及治理方案的合理性提供科學的依據(jù)。
選用設(shè)備
SLAM三維激光掃描系統(tǒng)可進行實時移動式的測量,快速進行采空區(qū)的數(shù)據(jù)采集,主要由激光掃描儀、慣性測量單元與SLAM算法三個主要要素組成。
其中,SLAM算法作為關(guān)鍵要素,可根據(jù)激光測距儀所獲得三維數(shù)據(jù)中時間軸上共同的特征點加上IMU獲取的姿態(tài)數(shù)據(jù),進行實時解算設(shè)備從出發(fā)點移動的距離,角度信息,逆向的構(gòu)建連續(xù)的空間場景數(shù)據(jù)。即被動式依據(jù)當前周圍場景的數(shù)據(jù)實時計算出連續(xù)的空間數(shù)據(jù)。
Heron lite三維激光移動測量系統(tǒng)集成了1個三維激光掃描儀、慣性導航裝置、全景相機、總成控制模塊和高性能板卡計算機等設(shè)備。其整體性能指標如下所示:
性能指標 |
性能參數(shù) |
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整體性能 |
系統(tǒng)精度 |
5cm@100m |
系統(tǒng)重量 |
≤2kg |
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輸出格式 |
LAS、XYZ等 |
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激光掃描 |
掃描儀數(shù)量 |
1個 |
測量距離 |
100m |
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激光發(fā)射頻率 |
30萬點/秒 |
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掃描頻率 |
最大20Hz |
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測距精度 |
3cm |
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系統(tǒng)精度 |
絕對精度 |
5cm@50m |
相對精度 |
優(yōu)于等于3cm |
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平臺載體 |
載體平臺 |
機械平臺 |
性能優(yōu)勢:
1.顯著減小工作強度,縮短數(shù)據(jù)處理成圖時間。
2.生成的三維實體模型體積更準確,可用于計算實際充填量。
3.掃描數(shù)據(jù)能清晰的反應(yīng)現(xiàn)場,助力合理布設(shè)風水電等。
4.平面位置和高程位置精度在0.03米-0.05米的范圍。
5.安全、高效、準確地測量人員無法進入的采空區(qū)和不能進入的危險區(qū);
6.掃描速度快,操作簡單,自動完成掃描工作,數(shù)分鐘就能查看三維結(jié)果。
解決方案
數(shù)據(jù)采集
使用heron lite手持式SLAM移動激光掃描系統(tǒng)進行井巷掃描并控制,通過向前移動的方式采集采空區(qū)的數(shù)據(jù),設(shè)備的正前方會形成360°的球形掃描區(qū)域,從而完整的獲取采空區(qū)的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)預處理
打開內(nèi)業(yè)解算軟件Heron Desktop,導入原始數(shù)據(jù)后,在軟件左下方Track lets軌跡目錄下會自動生成同名軌跡,點擊該軌跡即可開始進行數(shù)據(jù)解算。
查看點云數(shù)據(jù),顯示移動軌跡
應(yīng)用總結(jié)
隨著礦山開采,礦山空區(qū)安全問題日漸突出。處理不當,會對生產(chǎn)運營、回填治理、安全控制等多個方面產(chǎn)生影響,新型的激光測量技術(shù)能安全、高效、精確的獲取空區(qū)數(shù)據(jù)、三維形態(tài),并可量取所需的距離和計算截面積、體積等,幫助對現(xiàn)狀及治理做出分析和判斷,保障礦山的安全生產(chǎn)。
隨著國家對安全指標不斷提高和采空區(qū)調(diào)查治理的重視,單一的井下信息系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足信息化建設(shè)的需要,而目前利用傳統(tǒng)測繪技術(shù)所建立的虛擬礦山模型不能夠完整反映出真實礦山的原貌,達不到自動化采礦、智能采礦的需求。激光雷達系統(tǒng)可獲取礦山外部的地形數(shù)據(jù),SLAM激光雷達系統(tǒng)獲取礦山內(nèi)部的數(shù)據(jù),兩者結(jié)合,打造真實的數(shù)字化礦山系統(tǒng)。