三維激光掃描技術基于激光測距原理，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)通過坐標轉換、噪聲濾除、數(shù)據(jù)處理等流程，構建出厘米級的三維點云數(shù)據(jù)。該技術突破了傳統(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、工程建設等領域，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，應某單位客戶邀請，深圳市鵬錦科技有限公司技術人員攜帶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備應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用開發(fā)了專項應用功能，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)結果

可手動輸入堆體密度(t/m3)，輸出包含重量在內的完整PDF結果報告。

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，1.5%，最高1.8%

6、應用優(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。

支持復雜堆體測量

對于形狀復雜、不規(guī)則或難以接觸的堆體，三維激光掃描技術也能實現(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)，適應不同作業(yè)場景、不同測區(qū)范圍的工作需求。