三維激光掃描技術(shù)基于激光測距原理，通過發(fā)射激光束并接收其反射回來的信號，計算出掃描儀與被測堆體之間的距離。獲取的原始點云數(shù)據(jù)通過坐標轉(zhuǎn)換、噪聲濾除、數(shù)據(jù)處理等流程，構(gòu)建出厘米級的三維點云數(shù)據(jù)。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)測量方法的局限性，在礦業(yè)儲量測算、土木工程計量及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

堆體測量是糧食倉儲、煤礦管理、工程建設(shè)等領(lǐng)域，制定生產(chǎn)計劃、確保準確的庫存管理和資源評估的重要手段。因此，運用高效率、高精度的三維激光掃描技術(shù)提高堆體測量的準確性，是目前堆體測量工作的發(fā)展趨勢。

1項目背景

近日，應(yīng)某單位客戶邀請，深圳市鵬錦科技有限公司技術(shù)人員攜帶T100手持三維激光掃描儀（下稱T100）前往河南某地進行煤堆掃描計量測試，測量體積誤差小于1%，達到客戶測量要求。

圖片掃描場地

2、痛點分析

堆體環(huán)境較為復(fù)雜，堆體表面坡度變化不一，傳統(tǒng)測量往往不能反映堆體最真實的形狀，數(shù)據(jù)精度存在較大誤差，且不適于面積較大的堆體管理，既耗時又耗力，傳統(tǒng)測量無法滿足需求。

3、實施方案

T100三維激光掃描移動測量系統(tǒng)具備實時、精確、簡單、高效的特性，作業(yè)人員手持即可開啟一鍵式掃描作業(yè)，移動式掃描方式搭配強大建圖系統(tǒng)，大大提升作業(yè)效率，滿足盤點需求。

圖片

4、作業(yè)流程

規(guī)劃路線

在掃描前需提前勘探現(xiàn)場環(huán)境，提前定制掃描路線，以避免重復(fù)性掃描工作。本次采集路線采用蛇形繞行，路徑之間間隔不超過20米，以確保采集的點云更加清晰稠密，避免漏采。同時采集路線的起始點與終點重合，便于出現(xiàn)點云分層時，作業(yè)人員可以在后處理時進行糾正和優(yōu)化。

堆體點云數(shù)據(jù)采集

測量人員依據(jù)提前規(guī)劃好的掃描路線進行掃描，掃描過程中可通過手機實時查看采集路徑、相對位置、激光點云效果，以及錯采漏采情況，防止多次補采帶來的不便和成本增加。

圖片作業(yè)人員操作設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)處理

將掃描的點云數(shù)據(jù)解算，導(dǎo)入配套軟件LidarWorks中進行建模分析，自動提取堆體，選取基準面，對煤堆進行體積計算一鍵生成報告。

LidarWorks 是為T系列移動三維掃描儀精心打造的一款集設(shè)備應(yīng)用與點云處理于一體的配套型軟件。該軟件具有高度的兼容性，能夠輕松處理第三方設(shè)備的點云數(shù)據(jù)。軟件具備點云數(shù)據(jù)測覽、優(yōu)化和格式轉(zhuǎn)換等基本功能，同時還能夠完成多組數(shù)據(jù)的拼接、合并，并針對體積測量和測圖等方面應(yīng)用開發(fā)了專項應(yīng)用功能，有效提高了數(shù)據(jù)處理的效率和精度。

圖片LidarWorks配套軟件

圖片煤礦堆三維點云模型數(shù)據(jù)

圖片煤礦堆三維點云模型數(shù)據(jù)（抽稀）

5、數(shù)據(jù)結(jié)果

可手動輸入堆體密度(t/m3)，輸出包含重量在內(nèi)的完整PDF結(jié)果報告。

圖片河南堆體體積盤點報表1

測得體積㎡：177.335㎡

換算重量：141.868t

重量誤差：1.6%

圖片河南堆體體積盤點報表2

測得體積㎡：872.298㎡

換算重量：697.838t

重量誤差：1.5%

圖片河南堆體體積盤點報表3

測得體積㎡：624.973㎡

換算重量：987.470t

重量誤差：1.8%

整體重量誤差在2%以內(nèi)，1.5%，最高1.8%

6、應(yīng)用優(yōu)勢

提高測量精度

相比傳統(tǒng)測量方法，三維激光掃描技術(shù)能夠更精確地獲取堆體的形狀和尺寸信息，減少了人為因素帶來的測量誤差，提高了測量結(jié)果的可靠性。

提升測量效率

三維激光掃描儀能夠快速獲取大量數(shù)據(jù)，大幅縮短了數(shù)據(jù)采集和處理的時間，適用于大規(guī)模堆體的快速測量和監(jiān)測。

實現(xiàn)數(shù)字化管理

掃描得到的點云數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為三維模型，便于在計算機中進行可視化展示和分析，支持堆體的數(shù)字化管理，如體積計算、表面積計算、堆體變化監(jiān)測等。

支持復(fù)雜堆體測量

對于形狀復(fù)雜、不規(guī)則或難以接觸的堆體，三維激光掃描技術(shù)也能實現(xiàn)精確測量，無需對堆體進行特殊處理或改造，降低了測量成本和時間。

同時，可以通過背包、無人機、車載等多種平臺掃描方式作業(yè)，適應(yīng)不同作業(yè)場景、不同測區(qū)范圍的工作需求。