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Application du scanner Lixel X1 SLAM à la mesure de volume

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Utiliser le scanner Lixel X1 SLAM pour générer des modèles de nuages de points et des modèles DEM en couleurs réelles, ce qui facilite le calcul ultérieur du volume des pieux.

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Contexte du projet

La mesure des volumes est un moyen important pour les industries telles que la construction mécanique, la gestion minière et la production agricole de formuler des plans de production, d'inventorier les matériaux, les réserves minérales et d'évaluer la production agricole.

En raison des différents changements de pente de la surface du pieu, la mesure par point unique ne peut souvent pas refléter la forme la plus réelle du pieu, et la précision des données présente une grande erreur. Elle n'est pas adaptée à la gestion du pieu sur une grande surface, ce qui prend du temps et nécessite beaucoup de travail.

Les modèles de nuages de points avec des structures tridimensionnelles irrégulières telles que les terrils, les tas de céréales, les fosses de fondation et les silos de navires sont obtenus par balayage à l'aide d'un scanner laser portatif. Calculez facilement le volume, la surface ou la capacité.

Le Lixel X1 a été largement utilisé dans les scénarios de mesure de pieux dans des industries telles que l'ingénierie, l'exploitation minière et l'agriculture en raison de sa méthode de collecte pratique, du traitement efficace des données et de sa haute précision.

Méthodes de mesure traditionnelles

La méthode traditionnelle consiste à utiliser une station totale ou un GPS et un RTK pour mesurer les coordonnées de points discrets à la surface des gisements, puis à calculer le volume des piles de minerai.

En raison de la forme complexe de la surface de ces gisements, les points mesurés sont limités et certaines élévations ne peuvent pas être observées. Dans les situations réelles, le volume des piles ne peut être calculé qu'à l'aide d'une simulation des courbes de niveau ;

En termes de solution photogrammétrique, il est difficile de faire correspondre les paires de points de certains pieux, ce qui entraîne une mauvaise précision de la correspondance des images denses et des erreurs de mesure significatives.

Inconvénients des méthodes de mesure traditionnelles

1.Faible efficacité : les solutions traditionnelles adoptent la méthode de mesure par point unique, qui nécessite une station totale pour enregistrer les données d'un point unique, et seules les données d'un point unique peuvent être enregistrées à la fois

2.Professionnalisme de la main-d'œuvre et du personnel : 1 opérateur de station totale, 2 déplaceurs de pôles de miroirs et 1 enregistreur sont nécessaires, ainsi que des compétences professionnelles élevées en matière de mesure.

3.Précision médiocre : la station totale ne peut collecter que des données ponctuelles, ce qui pose souvent le problème d'une collecte de données incomplète, d'où une faible précision dans le calcul des volumes.

Solution de balayage laser mobile Lixel X1

Le Lixel X1 adopte la technologie SLAM (c'est-à-dire la technologie de positionnement et de cartographie en temps réel, le schéma d'intégration du matériel et du logiciel, la synchronisation de l'horloge multi-capteurs à la microseconde et l'algorithme de reconstruction en temps réel). Dans divers environnements inconnus, il peut facilement et commodément collecter des données de nuage de points en couleur précises et vraies sans signal GNSS.

Après avoir scanné la zone du pieu, nous pouvons obtenir des données de nuage de points reflétant la structure réelle du pieu.

En s'appuyant sur le logiciel de post-traitement LixelStudio, le modèle 3D de la pile peut être ajusté avec précision en fonction du nuage de points, ou les données du nuage de points peuvent être directement utilisées pour réaliser un calcul rapide du volume du nuage de points.

Les avantages de la solution Lixel X1

1.Résolution en temps réel : Le décodage des données en temps réel permet d'exporter les données disponibles immédiatement après la numérisation. Dans le logiciel mobile LixelGO, vous pouvez contrôler l'effet du nuage de points en temps réel pour garantir la qualité des données, offrant ainsi une expérience de numérisation immersive.

2.Grande efficacité : 90 minutes de fonctionnement continu ultra-long et une grande capacité à reprendre la numérisation à partir d'un point d'arrêt. Les grandes scènes ne nécessitent pas d'opérations segmentées, les données du nuage de points peuvent être obtenues en continu et en une seule fois, ce qui permet de gagner du temps pour l'enregistrement des données de post-traitement

3.Collecte d'informations riches : La vision de haute précision et la technologie de fusion laser génèrent des nuages de points en vraies couleurs en temps réel pour jumeler le monde réel. En particulier pour la mesure de certaines textures détaillées et structures irrégulières, les nuages de points en couleur peuvent fournir des références intuitives pour la modélisation 3D, la vectorisation de la structure et la reconnaissance des attributs structurels, ce qui réduit considérablement la charge de travail de la modélisation ultérieure et améliore l'efficacité du travail.

Des problèmes aux solutions

Par rapport aux méthodes de mesure traditionnelles, l'utilisation de la technologie de balayage laser 3D mobile pour obtenir des données de nuages de points est plus efficace et nécessite moins d'opérateurs.

Prenons l'exemple d'une zone de numérisation de 1 000 mètres carrés :

- Numérisation sur site : 1 personne pour la collecte de données sur site, reconstruction en temps réel, 10 minutes.

- Traitement des données hors site : 1 personne pour le post-traitement des données.

Flux de travail

Planification de l'itinéraire :

En menant des enquêtes sur place dans la zone des piles, nous prévoyons d'adopter une trajectoire en serpentin, avec un intervalle de 20 mètres maximum entre les chemins, afin de garantir la densité et la qualité du nuage de points. En même temps, nous faisons en sorte que les points de départ et d'arrivée de la route de balayage se chevauchent. En cas de superposition de nuages de points, les opérateurs peuvent les corriger et les optimiser lors du post-traitement.

Saisie des données :

L'opérateur tient le Lixel X1 à la main pour scanner la zone de la pile selon l'itinéraire prévu. Pendant l'opération, il n'est pas nécessaire de changer de station ou de corriger l'alignement après le processus, ce qui permet un balayage en douceur sur le site. L'opérateur collecte également des points de contrôle en mode "stop and go" pour réaliser le géoréférencement.

En même temps, les opérateurs peuvent également visualiser le chemin d'acquisition, la position relative, l'effet du nuage de points laser, la liste des points de contrôle, ainsi que la situation d'un balayage incorrect ou manqué en temps réel grâce à l'application Lixel GO APP. Le balayage sur site prend 15 minutes.

Traitement des données

En utilisant le logiciel de post-traitement 3D LixelStudio pour générer des modèles de nuages de points en couleurs réelles et des modèles DEM, facilitant le calcul ultérieur du volume de la pile.

Les données du nuage de points en couleur :

Nous utilisons notre fonction de filtrage du sol pour classer les points au sol et générer automatiquement le modèle DEM. Le modèle DEM se présente comme suit :

Vérification des données :

Les données du nuage de points ont été vérifiées avec les coordonnées de cinq points de contrôle sur le site, et l'erreur quadratique moyenne de la précision du plan était de 0,029 mètre, et l'erreur quadratique moyenne de la précision de l'élévation était de 0,004 mètre. L'erreur de précision globale est inférieure à 3 centimètres, ce qui répond aux exigences de précision de la mesure des pieux.

Conclusion

Le scanner laser mobile Lixel X1 peut rapidement obtenir la structure complète du pieu grâce à la fusion de données multi-sources SLAM. Les données du nuage de points peuvent être directement exportées pour traitement après la numérisation. En combinant la solution logicielle Lixelstudio, les utilisateurs peuvent générer automatiquement des données de modèle 3D et la longueur, la largeur, la taille et le volume de la pile peuvent être mesurés de manière plus intuitive et plus pratique, augmentant l'efficacité de l'opération de plus de 10 fois par rapport aux méthodes traditionnelles.

La solution Lixel X1 permet d'effectuer des mesures et des inventaires à tout moment et en tout lieu, ce qui permet d'économiser du temps sur place et d'améliorer considérablement l'efficacité du traitement des données et la précision des résultats, réduisant ainsi considérablement les coûts économiques et les coûts en temps d'une opération unique. Le design intégré du scanner Lixel est facile à saisir d'une seule main, ce qui est agréable pour l'utilisateur. De plus, sa polyvalence (sac à dos, véhicule, drone) permet au scanner Lixel X1 de s'adapter à de nombreux scénarios et applications.