解決方案
始終致力于高(gao)精度三維激光系(xi)列產品開發、應(ying)用服(fu)務與產業化,為用戶提(ti)供多(duo)行業、全場景解決(jue)方案。
SLAM技術在隧道測量的應用
地(di)下開采所形成(cheng)大量采空(kong)(kong)區安全隱患(huan),普(pu)通(tong)測量方法已不能(neng)滿(man)足礦山對采空(kong)(kong)區管理和隱患(huan)治理的(de)(de)(de)需(xu)求,精確勘察采空(kong)(kong)區的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)位(wei)置、形態、變形觀測、體(ti)積等三維(wei)立(li)體(ti)的(de)(de)(de)數據,有助于科學的(de)(de)(de)管理地(di)下采空(kong)(kong)區,提高安全生產效率(lv)。
由于地下采空區具有隱(yin)伏(fu)性強、空間分布(bu)特(te)征(zheng)規律(lv)性差、采空區頂(ding)板冒落塌(ta)陷情(qing)況(kuang)難以預測等特(te)點,因此,如何實(shi)現(xian)量化評(ping)判,從而(er)輔助進行(xing)采空區潛在危(wei)害性評(ping)價(jia)并合理(li)制(zhi)定采空區處治對策(ce),一直是困(kun)擾工(gong)程技術人員(yuan)的關鍵技術難題。
傳統(tong)(tong)的(de)測(ce)繪勘察(cha)手段(duan)(duan)進行單點式與(yu)抽(chou)檢式的(de)測(ce)量,很容易丟失(shi)關鍵(jian)性(xing)的(de)數據(ju)信(xin)息,新(xin)型的(de)勘察(cha)技(ji)術(shu)手段(duan)(duan)——SLAM三(san)維(wei)激光掃描系統(tong)(tong)將解決這些關鍵(jian)性(xing)的(de)技(ji)術(shu)難(nan)題,為采空區(qu)的(de)安(an)(an)全(quan)生(sheng)產,安(an)(an)全(quan)性(xing)評價的(de)可靠性(xing),以及(ji)治(zhi)理方案的(de)合理性(xing)提(ti)供(gong)科學的(de)依(yi)據(ju)。
選用設備
SLAM三(san)維激(ji)光(guang)掃描(miao)系(xi)統(tong)可(ke)進(jin)行實時移(yi)動式的測量,快速進(jin)行采空區的數據采集,主(zhu)要(yao)由激(ji)光(guang)掃描(miao)儀(yi)、慣(guan)性(xing)測量單(dan)元與SLAM算法三(san)個主(zhu)要(yao)要(yao)素組成(cheng)。
其中(zhong),SLAM算(suan)法作為關鍵(jian)要素,可根據激(ji)光測距儀所獲得三(san)維數(shu)(shu)據中(zhong)時間軸上共同的(de)(de)特征點(dian)加上IMU獲取(qu)的(de)(de)姿態(tai)數(shu)(shu)據,進行實(shi)時解算(suan)設備從出(chu)發點(dian)移(yi)動(dong)的(de)(de)距離(li),角度信息,逆向的(de)(de)構建連(lian)續(xu)的(de)(de)空間場(chang)景數(shu)(shu)據。即被動(dong)式依據當前周(zhou)圍場(chang)景的(de)(de)數(shu)(shu)據實(shi)時計算(suan)出(chu)連(lian)續(xu)的(de)(de)空間數(shu)(shu)據。
Heron lite三(san)維激(ji)光移(yi)動(dong)測量系(xi)統集成了1個三(san)維激(ji)光掃描儀、慣(guan)性導航裝置(zhi)、全(quan)景(jing)相機、總成控制模塊(kuai)和(he)高性能(neng)板卡計算機等設(she)備(bei)。其整體(ti)性能(neng)指標如下所示:
性能指標 |
性能參數 |
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整體性能 |
系統精度 |
5cm@100m |
系(xi)統重量 |
≤2kg |
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輸出(chu)格式 |
LAS、XYZ等 |
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激光掃描 |
掃描(miao)儀數量 |
1個(ge) |
測量(liang)距離 |
100m |
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激光發射(she)頻率 |
30萬點/秒 |
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掃描頻率 |
最大(da)20Hz |
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測距精度 |
3cm |
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系統精度 |
絕對精度 |
5cm@50m |
相對精度 |
優于等于3cm |
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平臺載體(ti) |
載體平臺 |
機械平臺(tai) |
性能優勢:
1.顯(xian)著(zhu)減小工(gong)作強度,縮短數據處理(li)成(cheng)圖(tu)時間。
2.生成(cheng)的三維實(shi)體模型體積更準確(que),可(ke)用于計(ji)算實(shi)際充填量。
3.掃描數據(ju)能(neng)清晰(xi)的(de)反(fan)應現(xian)場,助力合理布設(she)風水電等。
4.平面位(wei)(wei)置(zhi)和高程位(wei)(wei)置(zhi)精度(du)在0.03米-0.05米的范圍(wei)。
5.安全、高效、準確地測量(liang)人員無法進入的采空區(qu)和不(bu)能進入的危險(xian)區(qu);
6.掃描速度快,操作簡單,自動完成掃描工作,數分鐘(zhong)就能查(cha)看三維結(jie)果。
解決方案
數據采集
使用heron lite手持式SLAM移(yi)動激光掃(sao)描系統(tong)進行井巷掃(sao)描并控制(zhi),通過向前(qian)移(yi)動的(de)方式采集采空(kong)區(qu)(qu)的(de)數據,設備(bei)的(de)正前(qian)方會(hui)形成360°的(de)球(qiu)形掃(sao)描區(qu)(qu)域(yu),從而完整(zheng)的(de)獲取采空(kong)區(qu)(qu)的(de)數據。
數據預處理
打開(kai)內(nei)業解(jie)算(suan)軟(ruan)件Heron Desktop,導入原(yuan)始(shi)數(shu)據后,在(zai)軟(ruan)件左下方(fang)Track lets軌(gui)跡(ji)目錄下會自(zi)動生成同名軌(gui)跡(ji),點擊(ji)該軌(gui)跡(ji)即可開(kai)始(shi)進(jin)行數(shu)據解(jie)算(suan)。
查看點云數據,顯示移(yi)動(dong)軌跡(ji)
應用總結
隨著礦(kuang)山(shan)開采,礦(kuang)山(shan)空(kong)區安(an)(an)全(quan)(quan)問題日漸(jian)突出。處理不當,會對(dui)生產(chan)運營、回填治理、安(an)(an)全(quan)(quan)控制等(deng)多個方面(mian)產(chan)生影(ying)響,新(xin)型的激光測量技術(shu)能安(an)(an)全(quan)(quan)、高效、精確(que)的獲取(qu)空(kong)區數(shu)據、三維形(xing)態,并可量取(qu)所需的距(ju)離和計算截面(mian)積、體積等(deng),幫助(zhu)對(dui)現狀及治理做出分(fen)析(xi)和判斷,保障礦(kuang)山(shan)的安(an)(an)全(quan)(quan)生產(chan)。
隨(sui)著(zhu)國家對(dui)安全指(zhi)標不斷提高(gao)和(he)采(cai)空區(qu)調(diao)查治理(li)的(de)重視,單一的(de)井下信(xin)(xin)息系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)已經不能滿足信(xin)(xin)息化(hua)(hua)建設的(de)需要,而目前利用傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)(tong)測繪技術所(suo)建立(li)的(de)虛擬礦(kuang)山(shan)模型不能夠完(wan)整反(fan)映出真實(shi)(shi)礦(kuang)山(shan)的(de)原貌,達(da)不到自動化(hua)(hua)采(cai)礦(kuang)、智能采(cai)礦(kuang)的(de)需求(qiu)。激(ji)光雷達(da)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)可獲取(qu)礦(kuang)山(shan)外部的(de)地形數據(ju),SLAM激(ji)光雷達(da)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)獲取(qu)礦(kuang)山(shan)內部的(de)數據(ju),兩者結合,打造真實(shi)(shi)的(de)數字化(hua)(hua)礦(kuang)山(shan)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)。