解决方案 | 基于LiDAR技术的体积与方量量测方案

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体积量测和土石方量测算

土石方工程量计算是建筑工程施工的一个重要步骤。是施工成本的主要组成部分,因此,对砂石料能否准确计量直接影响项目的盈亏,如何对砂石料进行准确快速的方量量测是一直是一个难题。那么如何对这种不规则散堆物料体积进行准确测量?传统方法是采用全站仪或GPS、RTK测量有限个离散点,传统方法会导致部分高程无法观测,实践过程中只能通过等高线模拟得到料堆体积;采用摄影测量求取料堆体积时,难以确定一些堆积物的同名点对,精度较差,测量结果误差较大。

 

此外,在一些线状工程中,土石方量的测算也是一大棘手问题,例如道路勘察设计、边坡监测等工程应用中,也需要测算道路平面、纵断面、横断面等高程、起伏等实际情况与设计图纸的偏差及超欠挖情况。采用摄影测量的方式,很难保证高程精度,也无法避免一些畸变的情况。

 

再者,对于物流仓储,航空运输等业务中,也需要对运输或存储的物资进行快速的体积测算。以方便进行仓库、运输车辆或运输飞机仓储的管理。对于该应用场景,传统的测算方式采用人工量测或者AR测算,人工量测费时费力、AR量测也仅能在规则货物上得到较好的结果,但对于异形物体,很难达到较高的精度。

 

综合以上体积量测和土石方量测算的难点,数字绿土结合自身产品推出以下综合性的体积测算方案。

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解决方案

2.1

硬件平台

机载设备:

无人机激光雷达扫描系统

 

数字绿土VH2机载激光雷达系统是以轻小型无人机作为飞行平台搭载激光雷达,可以通过自动或者手动控制的方式,对地物进行飞行扫描测量,获得地面物体的高精度点云,具备良好的机动性、灵活性和安全性,再配以专业的数据处理软件,可实现低成本、高效率、高精度的堆料方量(体积)测量。

地面设备:

LiBackpack 背负式激光雷达扫描系统

LiBackpack DGC50是一款室内外一体化的激光雷达扫描系统,结合激光雷达和同步定位与地图构建(SLAM)技术,无需GPS即可实时获取高精度点云数据。既可以手持或背负使用,也可搭载于飞机、汽车和电瓶车等平台进行使用。

LiPod 架站式激光雷达扫描系统

轻小型、免整平:重量仅为 3.0kg,配备碳纤维三脚架。采用高精度的双轴补偿器,无需繁琐整平,操作更便捷。

多传感器、远程控制:集成相机、电子罗盘等各种传感器,数据信息更丰富,热点连接,点云实时显示。

通过在一个固定称重平台上架设2台LiPod,可以通过双视角补偿测量盲区,获取完整精细的货物三维表面,同时通过数字绿土的LIDAR360体积量测模块,量测精确体积。若搭配轴重仪等质量测算仪器,那么最终可获取详细的货物质量、尺寸、体积等重要参数,将数据同步至管控中心,即可实现货物的综合管理与货仓安置。

LiGrip手持SLAM扫描仪

LiGrip手持SLAM扫描仪,依托其机动灵活的特性,可人工手持进行室内堆料仓沙石、物流仓库货物、小型露天堆体的快速扫描和体积测算。

LiCrop物体三维表型数据采集系统

LiCrop精简版物体表型扫描系统,可挂载于各种尺寸的龙门架,或者工厂顶棚,实现对大型料场堆体的扫描,进行料堆余量测算。
2.2

软件平台

LiDAR360专业点云处理平台

LiDAR360-数据融合

多平台激光雷达数据融合

• 基于特征点的数据拟合,以及基于控制点标靶球的数据配准,实现机载和车载数据的融合

• 融合后的数据既有完整的料堆等地物的斜立面信息,又可以拥有准确完整的料堆顶面信息

LiDAR360-点云滤波分类

精确分离出地形层和地形表面地物层

全自动点云分类;

高自由度交互解译;

人工编辑+机器学习分类;

国际领先的点云滤波算法;

LiDAR360-点云滤波去噪

通过选择合适的参数,去除点云数据中的噪声点,提高数据质量

LiDAR360-体积量测

可根据给定的基准面,手动选取待测区域进行高精度体积测算,输出结果为填挖方量

综上,利用激光雷达高精度的特性,获取物体真实的三维全貌,加上数字绿土一体化的的智能体积测算方案,可解决多行业传统的体积估算方法的诸多难点,极大地提高了测算精度,降低了时间成本,产品的效率和质量是用户重视的,也是我们的初衷和目标,希望能够为广大用户实现更大的收益,同时为大家提供一些参考。