Application du scanner Lixel X1 SLAM à la mesure du volume
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Contexte du projet
La mesure du volume est un moyen important pour les industries telles que la construction technique, la gestion minière et la production agricole pour formuler des plans de production, inventorier les matériaux, inventorier les réserves minérales et appréhender la production agricole.
En raison des différents changements de pente de la surface du pieu, la mesure en un seul point ne peut souvent pas refléter la forme la plus réelle du pieu, et la précision des données comporte une grande erreur et ne convient pas à la gestion du pieu avec une grande surface, ce qui prend du temps et demande beaucoup de travail.
Des modèles de nuages de points présentant des structures tridimensionnelles irrégulières, telles que des terrils de mines, des terrils de céréales, des fosses de fondation et des silos de navires, sont obtenus par numérisation à l'aide d'un scanner laser portatif. Calculez facilement le volume, la surface ou la capacité.
Lixel X1 a été largement utilisé dans les scénarios de mesure de pieux dans des secteurs tels que l'ingénierie, l'exploitation minière et l'agriculture en raison de sa méthode de collecte pratique, de son 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 être observées. En situation réelle, le volume du pieu ne peut être calculé que par simulation de courbes de niveau ;
En termes de solution de photogrammétrie, il est difficile de faire correspondre les paires de points de certaines piles, ce qui entraîne une mauvaise précision de correspondance des images denses et des erreurs de mesure importantes.
Inconvénients des méthodes de mesure traditionnelles
1. Faible efficacité : la solution traditionnelle adopte une méthode de mesure à point unique, qui nécessite que la station totale enregistre des données à point unique, et une seule donnée à point unique peut être enregistrée à la fois
2. Professionnalisme du travail et du personnel : 1 opérateur de station totale, 2 déphaseurs de miroir et 1 enregistreur sont requis ainsi que des compétences de mesure professionnelles élevées requises.
3. Faible précision : il ne peut collecter que des données ponctuelles, ce qui pose souvent le problème d'une collecte de données incomplète, ce qui entraîne une faible précision du calcul du volume.
Solution de numérisation laser mobile Lixel X1
Lixel X1 adopte la technologie SLAM (c'est-à-dire la technologie de positionnement et de cartographie en temps réel, le schéma d'intégration matérielle et logicielle, la synchronisation d'horloge microseconde multi-capteurs et l'algorithme de reconstruction en temps réel. Dans divers environnements inconnus, il peut facilement et commodément collecter des données de nuage de points de 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 du pieu 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.
L'avantage 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. Le logiciel mobile LixelGO permet de surveiller l'effet de nuage de points en temps réel pour garantir la qualité des données et offrir une expérience de numérisation immersive.
2. Haute efficacité : 90 minutes de fonctionnement continu ultra-long et grande capacité de reprise de numérisation à partir du point d'arrêt. Les scènes volumineuses ne nécessitent pas d'opérations segmentées. Les données de nuages de points peuvent être obtenues en continu, ce qui permet de gagner du temps lors de l'enregistrement des données post-traitement.
3.Collecte d’informations riches : La vision haute précision et la technologie de fusion laser génèrent des nuages de points en couleurs réelles en temps réel, reproduisant ainsi le monde réel. Particulièrement pour la mesure de textures détaillées et de structures irrégulières, les nuages de points en couleurs peuvent fournir des références intuitives pour la modélisation 3D, la vectorisation de structures et la reconnaissance d'attributs structurels, réduisant ainsi considérablement la charge de travail de la modélisation ultérieure et améliorant l'efficacité du travail.
Des problèmes aux solutions
Par rapport aux méthodes de mesure traditionnelles, l'utilisation de la technologie de numérisation laser 3D mobile permet d'obtenir des données de nuage de points de manière plus efficace et nécessite moins d'opérateurs.
Prenons comme exemple 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 effectuant des relevés sur site de la zone du pieu, nous prévoyons d'adopter une trajectoire sinueuse, espacée de 20 mètres maximum, afin de garantir la densité et la qualité du nuage de points. Parallèlement, nous faisons en sorte que les points de départ et d'arrivée du parcours de numérisation se chevauchent. En cas de superposition de nuages de points, les opérateurs peuvent la corriger et l'optimiser en post-traitement.
Saisie des données :
L'opérateur tient le Lixel X1 à la main pour scanner la zone de pile selon l'itinéraire prévu. Pendant l'opération, il n'est pas nécessaire de changer de station ni de corriger l'alignement, ce qui assure une numérisation fluide sur site. L'opérateur collecte également des points de contrôle en mode arrêt-démarrage pour réaliser le géoréférencement.
Parallèlement, les opérateurs peuvent visualiser en temps réel le chemin d'acquisition, la position relative, l'effet du nuage de points laser, la liste des points de contrôle, ainsi que les erreurs ou les oublis de numérisation grâce à l'application Lixel GO. La numérisation sur site dure 15 minutes.
Informatique
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 des pieux.
Les données du nuage de points de couleur :
Nous utilisons notre fonction de filtrage du terrain pour classer les points du terrain et générer automatiquement le modèle DEM. Ce modèle se présente comme suit :
Vérification des données :
Les données du nuage de points ont été vérifiées à l'aide des coordonnées de cinq points de contrôle sur site. L'erreur quadratique moyenne de la précision du plan était de 0,029 mètre et celle de l'élévation de 0,004 mètre. L'erreur de précision globale est inférieure à 3 centimètres, ce qui répond aux exigences de précision pour la mesure des pieux.
Conclusion
Le scanner laser mobile Lixel X1 permet d'obtenir rapidement la structure complète du pieu grâce à la fusion de données multisources (SLAM). Les données du nuage de points peuvent être directement exportées pour traitement une fois la numérisation terminée. Grâce à la solution logicielle Lixelstudio, les utilisateurs peuvent générer automatiquement des données de modèle 3D et mesurer la longueur, la largeur, la taille et le volume du pieu de manière plus intuitive et pratique, ce qui multiplie par dix l'efficacité opérationnelle 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 de gagner du temps sur site et d'améliorer considérablement l'efficacité du traitement des données et la précision des résultats, réduisant ainsi considérablement les coûts et les délais d'une seule opération. La conception intégrée du scanner Lixel permet une prise en main facile d'une seule main, sans effort physique. Sa polyvalence, notamment avec un sac à dos, un véhicule ou un drone, facilite son utilisation dans des scénarios et des applications variés.
