LiDAR360 - решение для моделирования туннелей в 10 раз более эффективные и качественные результаты

Тоннели являются основными элементами подземного горного производства. Обмер и реконструкция их конструкций имеют большое значение для безопасного производства и планирования строительства подземных шахт.

При традиционном измерении конструкции туннеля поперечная съемка используется для определения центральной линии, а детальная съемка используется для определения расстояния от точки наблюдения до левой и правой стенок туннеля для создания плана туннеля. Такие результаты не являются интуитивно понятными для взаимосвязей положения по высоте, таких как изменения уклона и пространственные пересечения туннеля, что приводит к частому возникновению аварий при отклонении проходки туннеля, основной причиной которого является отклонение по высоте. Ручное 3D-моделирование имеет проблему крайне низкой эффективности и с трудом отвечает требованиям повседневного производства.

В ответ на многочисленные проблемы в горнодобывающем производстве различные правительственные учреждения в последние годы приняли ряд мер и мер поддержки, требующих строительства «умных» шахт и повышения автоматизации и эффективности работы. Отрасль также отреагировала — трехмерная реконструкция пространства+ автоматическое моделирование на основе данных лазерного сканирования.

Использование сканера LiGrip для быстрого сбора полевых данных + программное обеспечение LiDAR360 для автоматического построения 3D-модели имеет множество преимуществ перед традиционными методами, таких как высокая точность, высокая эффективность и включение 3D-функций.

Если взять в качестве примера туннель длиной 1000 метров, то при использовании традиционного метода измерения + план помещения для выполнения операции требуется от 2 до 3 человек на местах и 1 человек в офисе. Одна станция расположена через каждые 10 метров. Работа в поле занимает около одного дня, а результаты отображаются только с помощью 2D-изображений.

Использование LiGrip для сбора данных требует всего одного человека, чтобы начать работу, завершить сбор за 20 минут и завершить обработку данных за 30 минут.

Данные результатов можно дополнительно улучшить и проанализировать с помощью инструментов, включающих удаление выбросов и извлечение точек туннеля одним щелчком мыши в программном обеспечении LiDAR360. Автоматическое моделирование можно выполнить за 15 секунд, а результаты — через несколько минут!

Общий процесс выглядит следующим образом:

 

Рисунок 1. Процесс быстрого моделирования туннеля

 

Рисунок 2. Сбор данных в полевых условиях

  

 Рисунок 3. Результаты обработки данных — необработанное облако точек

Рисунок 4. Результаты предварительной обработки

Предварительная обработка включает в себя такие операции, как удаление выбросов и извлечение точек туннеля, которые могут отфильтровать шум, существующий в облаке точек туннеля. Как видно на рисунках 3 и 4, трубы, кабели, фигуры и другие элементы внутри туннеля были автоматически отфильтрованы, оставив только облако точек на стене туннеля.

  

Рисунок 5. Результаты автоматического моделирования

Общая длина туннеля по данным измерений составляет около 1000 метров, а автоматическое моделирование в LiDAR360 в один клик занимает всего 15 секунд! Эффект показан на рисунке 5. Внутренняя структура туннеля четкая и без шумов. Однако, поскольку туннель не является закрытой конструкцией, модель имеет небольшое количество отверстий на входе.

Рисунок 6. Полуавтоматическая реконструкция – заполнение пустот одним щелчком мыши

В дополнение к автоматическому моделированию LiDAR360 также предоставляет различные инструменты обработки, которые могут редактировать форму туннелей, а также различные полуавтоматические инструменты, включая заполнение пустот одним щелчком мыши, сглаживание одним щелчком мыши, упрощение одним щелчком мыши и т. д., чтобы помочь пользователям быстро достичь идеальных результатов. Как показано на рисунке 6, функция заполнения пустот может мгновенно заполнить пустоты в стене туннеля одним щелчком мыши (скорость видео — это фактическая скорость работы программного обеспечения).

  

Рисунок 7. Окончательные результаты модели

Выборка данных показана на примере угольной шахты, расположенной в Северном Китае, длина туннеля составляет 1000 метров. Импорт необработанных данных в LiDAR360 для получения результатов модели среднего и высокого качества занимает менее 10 минут. Весь процесс сбора данных километров туннеля + моделирование выполняется менее чем за 1 час. Несмотря на высокое качество результатов, он в 10 раз эффективнее традиционных методов! Модель может помочь в анализе, использоваться для расчета объема обратной засыпки и может быть выведена в распространенные форматы, такие как obj. Он тесно связан с такими приложениями, как «умные» шахты и цифровые двойники шахт, принося реальную пользу пользователям горнодобывающей отрасли!