Смирнов Илья Игоревич, пресейл-инженер отдела мобильного лазерного сканирования и гидрографии, АО «ПРИН»
Актуальность
Сегодня самый эффективный способ получения объёмов сыпучих материалов — это воздушное лазерное сканирование (ВЛС). Эта технология позволяет быстро, точно и, самое главное, безопасно обследовать участки работ. Измерения производятся дистанционно с помощью лидара, закреплённого на носителе. В качестве носителя может выступать любой беспилотный аппарат, например БПЛА (самолётного типа, мультироторы и подобные).
Но как посчитать объём, когда во многих регионах полёты запрещены? А если запасы у нас складируются под крышей или площадка наших работ попадает под зону глушения спутникового сигнала?
В таких условиях на выручку приходит мобильное лазерное сканирование с технологией SLAM.
Технология лазерного сканирования SLAM
Давайте для начала разберёмся, что это за технология и какой результат мы получаем.
Лазерное сканирование — это технология непосредственных измерений, при использовании которой мы получаем точечную 3D-модель местности (облако точек).
С помощью облака точек можно извлекать информацию о геометрии объектов, которые были отсканированы, следовательно, можно точно и быстро рассчитать объёмы сыпучих материалов.
Плюсы технологии лазерного сканирования при применении для подсчёта объёмов:
• Скорость сбора данных (тысячи измерений в секунду) — объект в 6 га можно отснять за 30 минут. Сканирование происходит гораздо быстрее, чем проведение геодезических измерений. Это особенно важно при работе с большими объёмами материалов.
• Детальность — сложно добиться такой детальности при подсчёте объёмов классическими геодезическими (маркшейдерскими) методами при высокой скорости измерений.
• Точность — при получаемой избыточности данных мы можем учитывать всю сложную геометрию сыпучих материалов и с сантиметровой точностью производить измерения.
• Автоматизация процесса — сканер автоматически передаёт данные в систему, что исключает возможность ошибок, связанных с человеческим фактором.
• Экономическая эффективность — использование сканеров может снизить затраты на проведение измерений за счёт сокращения времени работы.
Минусы технологии лазерного сканирования при применении для подсчёта объёмов:
• Камеральная обработка — с облаком точек нужно уметь работать и извлекать из него полезную информацию.
• Стоимость оборудования — высокоточные лазерные системы всё ещё стоят относительно дорого по сравнению с тахеометрами, но с развитием технологий и массовости продукта видна отличная тенденция снижения стоимости таких систем.
А теперь разберём, как сканер с технологией SLAM подходит для решения задач подсчёта объёмов сыпучих материалов, на примере ГНСС-RTK SLAM сканера CHCNAV RS10.
SLAM — Simultaneous localization and mapping — технология одновременного восстановления местоположения и картографирования местности.
С помощью этой технологии мы можем получать облако точек и решать поставленные задачи даже при отсутствии спутникового сигнала.
Опыт применения
1. Сыпучие материалы АБЗ (асфальтобетонного завода)
Цель — подсчёт объёмов и отслеживание динамики запасов.
Процесс съёмки занял 5 минут, обработка и получение 3D-облака точек — 20 минут, подсчёт объёма насыпи — ещё 10 минут. Итого на решение данной задачи было затрачено 35–40 минут.
До применения технологии сканирования использовались традиционные методы измерения (тахеометр и ГНСС). Время, необходимое для выдачи информации об объёмах, составляло несколько дней. С мобильным лазерным сканером скорость и точность выполнения данной задачи кратно возросла.
Также программы по работе с облаками точек, помимо расчёта объёмов, позволяют в автоматическом режиме создавать картограммы земляных масс, отслеживать динамику запасов, строить бровки и уступы (рис. 5 и 6).
2. Закрытый склад обогащённой руды
Цель — съёмка закрытого склада обогащённой дроблёной руды для подсчёта объёма.
Так как помещение закрытое, нет возможности получать спутниковый сигнал, поэтому в данном примере использовалась технология SLAM.
Полевые работы заняли около 20 минут, камеральная обработка до получения итогового результата об объёме склада обогащённой руды — 40 минут. Итого: рассчитать объём закрытого склада руды площадью в 4 000 м2 можно всего за 1 час работы.
Решение данной задачи с помощью классических геодезических (маркшейдерских) методов займёт целый рабочий день. Усложняет задачу невозможность использования приборов на основе спутниковых измерений в закрытом складе.
Как и в первом случае, технология показала, что с её помощью можно сокращать трудозатраты при выполнении таких задач, как подсчёт объёмов запасов инертных материалов.
Заключение
Сканирование — более быстрый, простой и точный метод измерения объёмов инертных материалов по сравнению с тахеометрической и ГНСС-съёмкой.
Сканеры обеспечивают высокую точность результатов и автоматизацию процесса, исключая возможность ошибок, связанных с человеческим фактором. Они универсальны и могут быть интегрированы с другими системами для автоматизации учёта и анализа данных.
К тому же технология лазерного сканирования позволяет сделать труд человека безопаснее.
С развитием технологий мобильное лазерное сканирование (МЛС) совершенствуется. И благодаря SLAM-сканированию МЛС теперь используется в закрытых складах, горных выработках и в местах, где невозможен приём спутникового сигнала.
8 800 222-34-91, www.prin.ru, e-mail: info@prin.ru
Реклама АО «ПРИН»
ИНН: 7712032661Erid: 2SDnjdr9Nre