矿山测量,作为测绘领域的重要作业分支,无论是矿区的规划设计、矿山勘探建设,还是建成后的生产和运营管理,乃至于后期的矿山治理,都离不开测绘作业。
此外,测绘测量对于矿区安全也有着不可或缺的作用。众所周知,矿山开采属于危险性极高的行业,矿区中滑坡、坍塌、爆破、机械伤害、高处坠落、车辆伤害、电伤害等因素,无不时刻威胁着矿山工作人员的生命安全。
保障矿业生产安全,必须对矿区整体的地形地貌情况有着全面且准确的掌握,才能做好制定安全规章制度、配备专职安全人员、设立事故应急机制与定期进行安全演练等一系列工作。而这,正是测绘设备的用武之地。
如今,在工业智能化程度和测绘产品性能发展的双重促进作用下,无人机载激光雷达系统越来越多地出现在矿区安全作业场景之中。
凭借在感知性能上的突出优势,激光雷达能够很好地完成包括开采面、开采边坡、排土场、尾矿库在内的全矿山范围测绘作业。在安全巡查、应急事故救援响应等场景中,无人机载激光雷达系统,也因其轻便、高效的特点愈发受到矿业企业的重视。
演练设定的场景为:矿区强降雨之后,尾矿库及边坡区域出现次生地质险情,矿区快速启动一级应急预案,派遣多组无人机对该区域展开测绘作业,力求通过获得尾矿库边坡测区点云数据,构建数字高程模型掌握现场情况。
演练开始后,测绘人员根据作业任务,携带蜂鸟激光雷达系统及DJI M200行业级无人机飞行平台等设备,快速选择靠近预定作业区域的位置架设地面静态基准站,以保障蜂鸟激光雷达系统在飞行过程中采集数据的完整准确,并同步进行无人机装配与蜂鸟系统挂载操作。
接下来,测绘人员根据测区实际情况与“观测时间为20分钟以内,主要观测范围为尾矿库边坡附近”的作业需求,使用DJI Pilot软件进行航线规划。同时为保障飞行过程中数据采集的稳定,航线设计完成的蜂鸟激光雷达系统预先通电,进入上电静止状态。
当基站开机、蜂鸟系统上电静止时间均超过5分钟时,蜂鸟激光雷达系统启动,开始根据设定航线自动飞行。
耗时18分钟的飞行作业完成后,在完成地面静止的蜂鸟激光雷达系统断电5分钟后,地面静态基准站结束数据采集,作业进入数据处理阶段。
通过轨迹解算,获知本次作业蜂鸟激光雷达系统的位置及姿态精度,从而验证数据采集的准确性。
轨迹解算
位置精度:东方向及北方向位置精度在 0.02m以下,下方向位置精度在0.03m以下
姿态精度:roll、pitch 角精度在 5′左右,heading 角精度在 20′左右
通过对点云数据的去噪、分类处理,得到测区地面点数据,进而构建尾矿库DEM(数字高程模型),完成整个作业。
测区点云
点密度图:尾矿库边坡点密度约195 per m²
尾矿库DEM
在本次演练中,蜂鸟全面展示了在矿山应急巡查方面,外场作业部署高效便捷、直接挂载飞行平台一键启动,设备操作简单无需对雷达进行复杂设置、飞行作业高效且成果多样的突出优势。快速准确地构建了测区DEM,使该企业顺利、及时地掌握了尾矿库周边区域的真实情况。
通过本次演练,蜂鸟激光雷达系统在矿山尾矿库巡查场景中“大秀肌肉”,有力地证明了产品的可行性及可靠性。
北科天绘在激光雷达领域的深厚积累,造就了蜂鸟激光雷达系统全面突出的能力。不仅在矿山测量场景,于地形测绘、林业调查、道路勘测、土方测量等领域,蜂鸟均有广泛应用。
蜂鸟系统最大全重仅为1.7kg,一般轻型无人机也能轻松搭载其开展作业。此外,北科天绘还为不同飞行平台、不同相机与蜂鸟激光雷达系统的协作提供了成熟且丰富的配置方案,客户能够根据具体项目需要,自由地搭配配件完成蜂鸟系统个性化配置升级。
这款集成了16/32线激光雷达扫描仪、高精度POS系统、内部控制单元及42Mp高分辨率单反相机的微型LiDAR系统,可以在飞行过程中同步获取视场内三维点云及影像数据,并能按需快速生成DEM、DOM、DSM、DLG等4D产品,以满足不同领域的测绘作业需求。
蜂鸟系统采用的激光雷达扫描仪,具备250m的最大测距、2cm的测距精度以及320 kHz/640 kHz的测量点频率,配合高精度惯导系统,有力地保障了蜂鸟在飞行过程中三维空间数据采集的高度准确性与完整性。
在参数与功能之外,蜂鸟为客户带来了更多选择它的理由。作为具备测绘、导航两大类高端激光雷达自主研制能力的国家高新技术企业,北科天绘拥有完全的产品自主升级、维护能力,充分保障客户使用售后服务及升级需求;7*24小时售后服务体系,及时解决客户售后问题,保障客户使用利益,为合作伙伴提供强有力的支撑。对客户而言,选择蜂鸟、选择北科天绘,就是选择了项目的持续、批量、稳定和精准。
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