W branżach takich jak górnictwo, budownictwo, rolnictwo i logistyka pomiar hałd jest kluczowym zadaniem, które może wpływać na planowanie, zmieniać harmonogramy projektów i ostatecznie oddziaływać na wynik finansowy. Niezależnie od tego, czy chodzi o węgiel, żwir, rudę, zboża czy piasek, zrozumienie objętości tych materiałów sypkich składowanych w pryzmach jest niezbędne do planowania strategicznego i produkcji. Tradycyjnie proces ten był pracochłonny i czasochłonny, ale dzięki technologii skanowania laserowego 3D można mierzyć nieregularne hałdy szybciej i dokładniej.

Wady tradycyjnych metod

Tradycyjne obliczenia objętości hałd często opierały się na szacunkach wykonywanych na podstawie pojemności pojazdów transportowych, na przykład ładowności wagowej lub objętościowej wywrotek. Powszechne są również ręczne pomiary i metody geodezyjne z użyciem narzędzi takich jak tachimetry i odbiorniki RTK do pomiaru punktów, linii oraz obliczania odległości, powierzchni i objętości. 

Niektóre wady obejmują:

• Niska wydajność: Ręczne pomiary są czasochłonne i wymagają skoordynowanego wysiłku zespołów, aby szybko wykonać obliczenia.
• Niska dokładność: Błędy są nieuniknione, a niedokładne dane mogą prowadzić do większej niepewności operacyjnej i strat finansowych.
• Zagrożenia dla bezpieczeństwa: Nagłe uwolnienie dużych ilości ciężkich materiałów stanowi poważne zagrożenie. Czynniki takie jak intensywne opady deszczu, warunki zamarzania/odmarzania i inne elementy mogą zwiększać ryzyko, prowadząc do potencjalnych obrażeń pracowników i uszkodzeń sprzętu podczas pracy w pobliżu hałd.
  
  

Wykorzystanie technologii skanowania laserowego 3D

Technologia skanowania laserowego 3D zrewolucjonizowała sposób pomiaru hałd. Oto dlaczego jest przełomowa:

Szybkość i wydajność

Dzięki skanowaniu laserowemu 3D geodeci nie muszą już oznaczać powierzchni hałdy ani wyznaczać linii odniesienia. Skaner szybko i dokładnie rejestruje całą hałdę za pomocą wiązek laserowych. Obejście mierzonej hałdy z bezpiecznej odległości w ciągu kilku minut może dostarczyć bogaty zestaw danych, którego pozyskanie mogłoby wcześniej zająć godziny lub dni.

Dokładne modele 3D do podejmowania świadomych decyzji

Skanery laserowe 3D dostarczają kompleksowych danych, generując model chmury punktów hałdy z dokładnością na poziomie centymetrów. Dane te można szybko i szczegółowo analizować, dostarczając operatorom precyzyjnych punktów danych do podejmowania świadomych decyzji.

Oszczędności kosztów w dłuższej perspektywie

Chociaż początkowa inwestycja w rozwiązanie oparte na skanerze laserowym nie jest mała, oszczędności w dłuższej perspektywie mogą być znaczące. Czas i pieniądze zaoszczędzone dzięki rezygnacji z ręcznych metod naziemnych można przeznaczyć na zadania zwiększające produktywność. Dodatkowo posiadanie danych do śledzenia zmian w hałdach usprawnia operacje i sprzyja bardziej przejrzystej komunikacji między zespołami.

Proces: skanowanie, przetwarzanie i wyniki

Pozyskiwanie danych

Użyj zintegrowanego rozwiązania, takiego jak skaner 3D LiDAR FJD Trion S1, aby rejestrować dokładne dane.

1. Rozpoznaj teren: Przed skanowaniem dokładnie oceń miejsce, aby przeanalizować otoczenie i zidentyfikować potencjalne przeszkody na trasie przejścia, oraz unikaj poruszających się ludzi i maszyn. 
2. Zaplanuj trasę: Zaplanuj trasę skanowania tak, aby obejmowała wystarczające nakładanie się (co najmniej 5 m) w punktach początkowym i końcowym skanu, aby zapewnić co najmniej jedno zamknięcie pętli.
3. Skanuj: Podczas skanowania poruszaj się powoli, unikaj szybkich lub nagłych skrętów i upewnij się, że skaner jest skierowany prosto na hałdę, aby zmaksymalizować integralność danych. Użyj RTK (kinematyki czasu rzeczywistego), aby wspomóc mapowanie, jeśli hałdy znajdują się na zewnątrz i warunki pogodowe są sprzyjające. 

Przetwarzanie danych

Przetwórz model chmury punktów w programach takich jak FJD Trion Model.

1. Przycinanie granic: Usuń obiekty znajdujące się poza docelową hałdą.
2. Odszumianie chmury punktów: Usuń punkty szumu spowodowane czynnikami środowiskowymi, takimi jak poruszający się ludzie, automatycznie lub ręcznie.
3. Wypełnianie otworów: Uzupełnij brakujące punkty danych, stosując siatkę opartą na krzywiźnie.

Wygeneruj raport objętości po zakończeniu wszystkich edycji.

Zastosowanie wyników

1. Objętość hałdy: Określ całkowitą objętość mierzonej hałdy.
2. Obrys: Uzyskaj rzutowany obrys hałdy.
3. Wysokość hałdy: Zmierz wysokość hałdy w różnych miejscach.
4. Pole powierzchni: Dokładnie oblicz pole powierzchni hałdy.
5. Objętość wykopu i nasypu: Utwórz płaszczyznę do obliczania objętości podczas wykopu i nasypu.
6. Mapy warstwicowe: Generuj mapy warstwicowe z możliwością dostosowania odstępów.

Zastosowania

Przyjrzyjmy się kilku rzeczywistym przykładom tego, jak FJD Trion S1 zmienia pomiary hałd:

Przypadek 1: Inwentaryzacja w elektrowni

W elektrowni w Azji Południowo-Wschodniej trójwymiarowy skaner laserowy FJD Trion S1 został użyty do obliczenia objętości hałdy węgla o powierzchni 18 000 metrów kwadratowych. Cała operacja, obejmująca skanowanie i przetwarzanie danych, została ukończona w zaledwie 19 minut. Szczegółowe dane uzyskane za pomocą oprogramowania do postprocessingu chmury punktów Trion Model umożliwiły dokładną ocenę zapasów węgla, optymalizację harmonogramów pracy oraz zapewnienie wydajnych operacji.

Przypadek 2: Kruszywa w Polsce

W Polsce comiesięczne pomiary objętości kruszyw w mobilnych wytwórniach betonu były zazwyczaj wykonywane przy użyciu fotogrametrii dronowej. Jednak ze względu na strefy zakazu lotów związane z obroną narodową metoda pomiarowa musiała zostać zmieniona.

Tu z pomocą przyszedł skaner FJD Trion S1 wyposażony w zestaw RTK (Real-Time Kinematic). 

W zaledwie 30 minut geodeta zmierzył objętość hałd przekraczającą 15 000 metrów sześciennych z wyjątkową dokładnością. 

Dane chmury punktów zostały przetworzone i przekształcone do krajowego układu współrzędnych, co umożliwiło porównania z wcześniejszymi pomiarami.

Wnioski

Technologia skanowania laserowego 3D, której przykładem jest FJD Trion S1, zmienia sposób pomiaru hałd. Oferuje szybkość, dokładność i wydajność, którym tradycyjne metody nie są w stanie dorównać. Dzięki wdrożeniu tej technologii branże mogą podejmować lepiej uzasadnione decyzje, poprawiać efektywność operacyjną i bezpieczeństwo oraz zyskiwać przewagę konkurencyjną.

Dowiedz się więcej o skanerze FJD Trion S1 tutaj.