Применение лазерного SLAM сканера NAVMOPO P1 для съемки дренажной шахты Стойленского ГОКа

Возможности программы NAVMOPO Scan:

Для управления сканером можно использовать любое устройство на: Android, iOS, Windows. Лучше всего подходит защищенный смартфон c большим аккумулятором.

Работа осуществляется в полевом программном обеспечении NAVMOPO Scan, которое бесплатно можно скачать в Google Play, App Store, установить через файл apk.

Отсутствие проводов и блока управления на ремне значительно упрощает жизнь оператору, т.к. на нем уже висит самоспасатель и блок с аккумуляторами налобного фонаря.

Включаем сканер, ждем 1 минуту пока он загрузиться и по средствам wi-fi подключаем контроллер (смартфон) к сканеру.

Проверяем настройки, выбираем удобное место, чтобы можно было провести инициализацию сканера, для этого нужно несколько секунд стоять неподвижно.

Создаем новый проект, запускаем процесс сканирование.

Собираем сканер NAVMOPO P1 в рабочий комплект.

Т.к. он состоит всего из 4 компонентов: блок лидара, аккумулятор, платформа, камера, сборка занимает всего 20 секунд.

NAVMOPO P1 имеет моноблочную схему, у него нет проводного соединения, все находится в руке, общий вес в сборе не превышает 1 кг.

В шахте сканирование можно делать без камеры, т.к. в условиях низкой освещенности тяжело получить видео и панорамы хорошего качества.

Для проведения сканирования выбран участок шахты длиной 170 м, на всем участке расположены опорные точки с известными координатами, часть их расположена на потолке, часть вынесена тахеометров на кронштейны подвеса труб к стене.

Репера на потолке мы будем использовать, чтобы получить более точное облако точек (трансформированное по ним) и посадить его в местную систему координат.

Контрольные точки на стене используем для определения точности, т.е. скалываем с облака их координаты и сравниваем с данными полученными тахеометром.

Выполнять съемку лазерным сканером NAVMOPO P1 достаточно просто, чтобы получить качественные данные нужно соблюдать несколько основных правил и немного понимать физическую основу процесса лазерного сканирования.

Всему этому мы обучаем на курсе подготовки операторов.

При обработке облака точек программа совмещает опорные точки с точками полученными сканером и на выходе мы получаем уточненное облако (натянутое на эти точки) в местной системе координат.

Как правило, в шахтах опорные точки находятся на потолке, чтобы к ним привязать облако точек мы должны снять их в процессе сканирования через платформу для геопривязки: нужно прислонить перекрестие на платформе к опорной точке и нажать в смартфоне кнопку «снять точку», это занимает 3 секунды.

Можно установить сканер на веху и поднимать его наверх, но в данном случае мы используем отвес.

Вывешиваем отвес на уровне груди, в процессе съемки оператор подходит к нему, приставляет к кончику отвеса перекрестие платформы и наживает кнопку снять контрольную точку, точка снята и занесена в память сканера.

Не забываем измерить длину отвеса.

Начинаем процесс съемки, идем шагом в среднем темпе, соблюдая все предписанные правила безопасности проведения работ на данном объекте, стараемся идти по центру шахты, внимательно смотрим под ноги.

Периодически выполняем визуальный контроль качества съемки по экрану контроллера. Контроллер лучше установить на крепление на корпусе сканера или использовать напульсник.

Снимаем контрольные точки, для получения точного облака в местной системе координат, нам нужно не менее 4 штук. Желательно, чтобы точки были распределены равномерно по всему маршруту.

Сколотые точки показали, что данный метод съемки дает возможность получать облако точек с точностью 1 см. Точность привязки облака точек к ГРО напрямую зависит от действий оператора, чем точнее он совместит перекрестие платформы с отвесом, тем качественнее будет результат.

В программе NAVMOPO Model есть модуль «рисование», используя который можно сделать обводку по сечению полилинией, полученный слой экспортируется в формате dxf, этот формат можно загрузить в AutoCAD, NanoCAD, ZWCAD и другие программы.

Сделаем поперечное сечение для более детального изучения. По сечению можно делать линейные измерения, например, расстояние между рельсами.

Находим в облаке характерный элемент - штырь с известными координатами, скалываем его координаты, сравниваем их с данными с тахеометра, оцениваем величину отклонения.

Облако точек получилось четкое и детальное, хорошо просматривается оголовок рельса.

Скачиваем со сканера сырые данные, берем txt файл с контрольными точками, запускаем все это в обработку и в итоге получаем уточненное облако точек в местной системе координат в масштабе 1:1.

компактность, малый вес;
простота в освоении и эксплуатации;
высокая скорость сбора данных (на данном объекте скорость съемки составила 34 метра в минуту), в разы выше, чем при работе тахеометром или наземным лазерным сканером;
возможность замены классических геодезических инструментов (тахеометр, НЛС);
получение избыточных данных об объекте, что исключает необходимость в повторных выездах на объект;
автоматизация процесса обработки полученных данных;
максимальное исключение человеческого фактора;
возможность обработки облака точек в любых CAD программах.

Обработку сырых данных производим в программном обеспечении NAVMOPO Model – это профессиональный софт для обработки облаков точек, который позволяет распаковывать сырые данные со сканеров NAVMOPO по множеству сценариев с целью получить наиболее качественный и точный результат.

распаковка сырых данных;
распаковка сырых данных с применением контрольных точек (получаем более точное облако в МСК);
окрашивать облако точек в естественные цвета;
обработка дынных снятых с руки, на рюкзаке, на автомобиле, на квадрокоптере;
удаление движущихся объектов в автоматическом режиме;
удаление пыли, снега и др. в автоматическом режиме;
удаление выбросов фильтром с настройками качества;
регистрация (сшивка) облаков точек;
сажать облако точек в МКС по характерным точкам;
делать разрезы и сечения;
в автоматическом и ручном режиме обводить контур по сечению и выгружать в DXF;
делать ортофото по разным осям с высоким разрешением;
классифицировать в автоматическом режиме землю, растения, строения;
классифицировать в автоматическом режиме стены, пол, потолок;
создания полигональной поверхности с помощью методов TIN или Mesh;
выполнять подсчет объемов;
выполнять автоматическое распознавание деревьев и вычислять показатели лесного массива;
создание видео по траектории движения и облёта по ключевым кадрам др.

Лазерный SLAM сканер NAVMOPO P1 и программное обеспечение NAVMOPO Model обладают необходимыми техническими возможностями и функционалом для получения подробного и точного цифрового двойника (облака точек) шахты.

Быстросъемное крепление позволяет оперативно снимать и устанавливать сканер на веху, поднимать его на необходимую высоту, опускать в коллекторы, погружать в ниши, углубления.

Главные преимущества по сравнению с наземными сканерами, тахеометрами, GNSS приемниками: