中海达手持三维激光扫描仪河南某石场堆体测量应用

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河南某石场堆体测量项目



项目背景

近日,应河南某石场客户要求,中海达提供灵光Lixel X1手持三维激光扫描仪(下称灵光 X1)对碎石进行方量统计,测量结果与客户无人机量算结果误差低于3‰

痛点分析

传统的堆体测量主要通过全站仪、GNSS等单点量测方法进行,该方法需要人工现场测量,耗时费力,且对测量环境要求高,数据精度存在较大损失,无法实时形成精确的三维可视化模型,精确计算堆体方量难以做到。后随着无人机倾斜摄影测量技术的兴起,尽管其通过航拍影像获得大批量三维坐标,使得采点的效率提高,但遮挡区高程精度差,且影像处理到模型搭建耗费时间较长,因此其应用在堆体测量上面临较强的局限性。

实施方案

灵光 X1是一款手持实时三维重建设备,一体化集成激光雷达、全景相机、高精度惯导及高性能计算机等模块,依托内置的重建算法,采集即建模,实时生成真彩点云模型,并通过远程协作实现内外业无缝衔接,让堆体测量更高效、更精准。


 

 ▲灵光Lixel X1手持三维激光扫描仪

 

产品优势:

▷单次90分钟持续作业,可断点续扫,大场景无须分段作业,省去拼接时间。

▷实时解算,扫描过程中直接生成准确的点云模型,无需后处理。

▷高精度视觉与激光融合技术,可实时生成真彩色点云。

▷一体化机身可单手握持,也可背负及载具多模式作业。

性能指标



作业过程

规划路线

通过实地踏勘目标区域,作业人员规划采集路线。本次采集路线采用蛇形绕行,路径之间间隔不超过20米,以确保采集的点云更加清晰稠密,避免漏采。同时采集路线的起始点与终点重合,便于出现点云分层时,作业人员可以在后处理时进行纠正和优化。

 

数据采集

作业人员单人手持灵光 X1,按照规划路线进行扫描采集,作业过程中无需换站,也无需后处理对齐纠正,作业流畅。同时作业人员还可在手机上实时查看采集路径、相对位置、激光点云效果,以及错采漏采情况,防止多次补采带来的不便和成本增加。本次扫描耗时15分钟。


 ▲作业人员操作设备进行数据采集

 

数据处理

通过LixelStudio三维后处理软件对点云数据进行处理,生成真彩点云模型和DEM模型,方便后续计算碎石方量。

 

 ▲彩色点云数据


▲DEM模型

数据核验

本次扫描的点云数据通过与现场5个检查点坐标核对,得到平面精度中误差0.029米,高程精度中误差0.004米,整体精度误差在3厘米内,符合堆体测量精度要求。


▲数据核验表

成果展示

通过灵光 X1生成的高精度DEM模型计算得知,本次碎石方量值为10155立方米。数据与无人机倾斜模型计算得出的碎石方量值10128.3立方米相差27立方米,方量值误差低于3‰,满足用户需求。


 ▲DEM模型及碎石方量值


 ▲无人机倾斜模型及碎石方量值


项目总结

通过应用,灵光 X1可以快速获取目标堆体的长宽尺寸和体积,并生成堆体三维模型数据,可量可测可看,节省了外业时间,也提高了内业处理效率,作业效率是传统方法的10余倍,大大降低了单次作业的经济成本与时间成本,为用户创造了更高收益。

同时,灵光 X1在5G模块、RTK、无人机机载挂架、背负系统、外置电池等配件的支撑下,可以满足地下矿道、交通隧道、地下溶洞、人防工程、地下管廊等不同作业场景的工作需求,应用前景广泛。