Aplicação do Lixel Cygnus 2 SLAM Scanner na Medição de Volume

Histórico do projeto

A medição de volume é um meio importante para indústrias como engenharia de construção, gestão de mineração e produção agrícola formularem planos de produção, inventariarem materiais, inventariarem reservas minerais e compreenderem a produção agrícola.

Devido às diferentes mudanças de declive da superfície da pilha, a medição de ponto único geralmente não consegue refletir o formato mais real da pilha, e a precisão dos dados tem um grande erro e não é adequada para o gerenciamento da pilha com uma grande área, o que consome tempo e exige muito trabalho. Modelos de nuvem de pontos com estruturas tridimensionais irregulares, como pilhas de minas, pilhas de grãos, poços de fundação e silos de navios, são obtidos por meio de varredura com um scanner a laser portátil. Calcule facilmente o volume, a área ou a capacidade.

O Lixel Cygnus 2 tem sido amplamente utilizado em cenários de medição de estacas em setores como engenharia, mineração e agricultura devido ao seu método de coleta conveniente, processamento de dados eficiente e alta precisão.

Métodos de Medição Tradicionais

O método tradicional é usar estação total ou GPS e RTK para medir as coordenadas de pontos discretos na superfície dos depósitos e, então, calcular o volume das pilhas de minério.

Devido ao formato complexo da superfície desses depósitos, os pontos medidos são limitados, e algumas elevações não podem ser observadas. Em situações reais, o volume da pilha só pode ser calculado por meio de simulação de linha de contorno;

Em termos de solução de fotogrametria, é difícil combinar pares de pontos de algumas pilhas, resultando em baixa precisão de correspondência de imagens densas e erros de medição significativos.

Desvantagens dos métodos tradicionais de medição

1. Baixa eficiência: a solução tradicional adota o método de medição de ponto único, que requer que a estação total registre dados de ponto único, e apenas um único ponto de dados pode ser registrado por vez

2. Profissionalismo de mão de obra e pessoal: são necessários 1 operador de estação total, 2 deslocadores de postes de espelho e 1 registrador, além de altas habilidades profissionais de medição.

3. Baixa precisão: ele só consegue coletar dados de um único ponto, muitas vezes enfrentando o problema de coleta de dados incompleta, resultando em baixa precisão do cálculo de volume.

Solução de digitalização a laser móvel Lixel Cygnus 2

O Lixel Cygnus 2 adota a tecnologia SLAM (ou seja, tecnologia de posicionamento e mapeamento em tempo real, esquema de integração de hardware e software, sincronização de relógio de microssegundos multissensor e algoritmo de reconstrução em tempo real. Em vários ambientes desconhecidos, ele pode coletar de forma fácil e conveniente dados de nuvem de pontos de cores precisas e verdadeiras sem sinal GNSS.

Após escanear a área da pilha, podemos obter dados de nuvem de pontos que refletem a estrutura real da pilha.

Ao contar com o software de pós-processamento LixelStudio, o modelo 3D da pilha pode ser ajustado com precisão de acordo com a nuvem de pontos, ou os dados da nuvem de pontos podem ser usados ​​diretamente para obter um cálculo rápido do volume da nuvem de pontos.

A vantagem da solução Lixel Cygnus 2

1.Resolução em tempo real: A decodificação de dados em tempo real permite exportar os dados disponíveis imediatamente após a digitalização. No software móvel LixelGO, você pode monitorar o efeito de nuvem de pontos em tempo real para garantir a qualidade dos dados, proporcionando uma experiência de digitalização imersiva.

2.Alta eficiência: 90 minutos de tempo de operação contínua ultralonga e alta capacidade de retomar a varredura do ponto de interrupção. Cenas grandes não exigem operações segmentadas, dados de nuvem de pontos podem ser obtidos continuamente de uma vez, economizando tempo para registro de dados de pós-processamento

3. Coleção rica de informações: A visão de alta precisão e a tecnologia de fusão a laser geram nuvens de pontos de cores verdadeiras em tempo real para duplicar o mundo real. Especialmente para a medição de algumas texturas detalhadas e estruturas irregulares, as nuvens de pontos de cores podem fornecer referências intuitivas para modelagem 3D, vetorização de estrutura e reconhecimento de atributos estruturais, o que reduz muito a carga de trabalho da modelagem subsequente e melhora a eficiência do trabalho.

De problemas para soluções

Em comparação com os métodos de medição tradicionais, o uso da tecnologia de escaneamento a laser 3D móvel permite obter dados de nuvem de pontos de forma mais eficiente e requer menos operadores.

Tomando como exemplo uma área de digitalização de 1000 metros quadrados:

– Digitalização no local: 1 pessoa para coleta de dados no local, reconstrução em tempo real, 10 minutos.

– Processamento de dados externo: 1 pessoa para pós-processamento de dados.

Fluxo de trabalho

Rota de planejamento:

Ao conduzir pesquisas no local da área da pilha, planejamos adotar uma trajetória serpentina, com um intervalo de no máximo 20 metros entre os caminhos, de modo a garantir a densidade e a qualidade da nuvem de pontos. Ao mesmo tempo, fazemos com que os pontos inicial e final da rota de varredura se sobreponham. Quando ocorre a sobreposição de nuvens de pontos, os operadores podem corrigi-la e otimizá-la durante o pós-processamento.

Captura de dados:

O operador segura o Lixel Cygnus 2 de forma portátil para escanear a área da pilha de acordo com a rota planejada. Durante a operação, não há necessidade de mudar de estação ou correção de alinhamento pós-processo, resultando em uma varredura suave no local. O operador também coleta alguns pontos de controle em uma maneira de parar e seguir para realizar o georreferenciamento.

Ao mesmo tempo, os operadores também podem visualizar o caminho de aquisição, posição relativa, efeito de nuvem de pontos de laser, lista de pontos de controle, bem como a situação de varredura incorreta ou perdida em tempo real por meio do Lixel GO APP. A varredura no local leva 15 minutos.

Processamento de dados

Utilizando o software de pós-processamento LixelStudio 3D para gerar modelos de nuvem de pontos em cores reais e modelos DEM, facilitando o cálculo subsequente do volume da pilha.

Dados da nuvem de pontos coloridos:

Usamos nossa função de filtro de solo para classificar os pontos de solo e gerar automaticamente o modelo DEM. O modelo DEM é mostrado abaixo:

 Verificação de dados:

Os dados da nuvem de pontos resultantes foram verificados com as coordenadas de cinco pontos de verificação no local, e o erro quadrático médio da precisão do plano foi de 0,029 metros, e o erro quadrático médio da precisão da elevação foi de 0,004 metros. O erro de precisão geral está dentro de 3 centímetros, o que atende aos requisitos de precisão da medição de estacas.

Conclusão

O scanner a laser móvel Lixel Cygnus 2 pode obter rapidamente a estrutura completa da pilha por meio de fusão de dados de múltiplas fontes SLAM. Os dados da nuvem de pontos podem ser exportados diretamente para processamento após a conclusão da digitalização. Combinando com a solução Lixelstudio Software, os usuários podem gerar dados de modelo 3D automaticamente e o comprimento, largura, tamanho e volume da pilha podem ser medidos de forma mais intuitiva e conveniente, aumentando a eficiência da operação em mais de 10 vezes em relação aos métodos tradicionais.

A solução Lixel Cygnus 2 pode conduzir medições e inventários a qualquer hora e em qualquer lugar, economizando tempo no local e melhorando significativamente a eficiência do processamento de dados e a precisão dos resultados, reduzindo significativamente os custos econômicos e de tempo de uma única operação. Gostou e quer saber mais sobre como o Lixel Cygnus 2 irá te ajudar a otimizar sua coleta de dados volumétricos? Entre em contato conosco no https://www.scannerlaser.com.br/

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