Riegl - лазерные сканеры

Работа сканера Riegl в зимних условиях

PDF Печать Email

Авторы статьи: Никифоров М.В., Шуляковский В.Г.

В ноябре 2011 года, сотрудники компании АртГео были приглашены одним из ведущих горнодобывающих предприятий Казахстана для проведения полевых испытаний лазерного сканера RIEGL на рудниках компании.

Ноябрь в Центральном Казахстане обычно отмечается резкими перепадами температур между дневными и ночными значениями. При этом минимальные значения температур отмечаются в утренние часы. Обычными для этого времени года и региона являются показатели утренних температур от -15° до -25°С. Во время выполнения полевых испытаний лазерного сканера RIEGL VZ-1000 температура воздуха в районе съемки составляла -20°.

Вследствие небольшого размера самого карьера (длина = 670 ,ширина = 580 , глубина=210м), учитывая фактическую максимальную дальность измерений 1400 м для сканера RIEGL VZ-1000, на данном этапе полевых испытаний достаточно было выполнить съемку с двух опорных точек. Обе точки имели известные координаты в местной системе координат. Центрирование на пунктах осуществлялось с помощью встроенного в сканер лазерного отвеса, а горизонтирование было выполнено по внутреннему электронному уровню.

Сканирование карьера

Дальнейшее объединение данных, полученных на разных станциях лазерного сканирования, предполагалось выполнить с использованием модуля Multi Station Adjustment программного обеспечения для управления и обработки данных RiSCAN PRO. При использовании данной технологии ориентирование данных производится во время их объединения (регистрации) в процессе камеральной обработки, следовательно - нет необходимости тратить время на ориентирование и наведение инструмента на известные пункты при полевых измерениях. Такая методика позволяет сократить время измерений на каждой станции, а также избежать ошибок при неверном определении ориентиров и исключить невозможность наведения в случае плохой видимости или полного её отсутствия (пыль, туман, снег, дождь, темное время суток).

Встроенные во все модели наземных лазерных сканеров RIEGL серии VZ-xx модули беспроводной связи WiFi позволяют управлять инструментами на удалении от мест их установки, с использованием обычных Web-браузеров, смартфонов и планшетных ПК. Данный функционал повышает безопасность выполнения полевых измерений, а также дает исполнителю возможность производить съемку в комфортных условиях, например из автомобиля.

Управление сканером по каналу WI-Fi

Управление сканером по каналу WI-Fi

Управление лазерными сканерами RIEGL серии VZ-xx может также выполняться через встроенную панель на самом инструменте, а также по протоколу TCP/IP через интерфейс программного обеспечения RiSCAN PRO, поставляемого вместе со сканерами RIEGL.

При работе инструмента (RIEGL VZ-1000) на данном проекте никаких термостабилизирующих элементов не использовалось, хотя данная возможность имеется, но реализуется обычно при работе в еще более низких температурах (до -40°С) и продолжительном времени съемки. Цифровая камера Nikon высокого разрешения с панорамным объективом позволила окрасить данные в реальные цвета объекта. Камера также как и сканер показали безупречную работу при столь низких температурах.

По окончанию работ в карьере сканирование было выполнено в шахте, на глубине более 200 метров от поверхности земли, где температура была около +7°С при повышенной (~85%) влажности.

Из-за резкого перепада температур окружающей среды (более 25°С), прибор в шахте покрылся инеем, который через некоторое время превратился в водный конденсат. После ввода необходимых поправок за температуру окружающей среды, влажность и давление, с учетом глубины шахты, подготовка станции сканирования была завершена, и инструмент был запущен в работу. Пробное сканирование показало, что RIEGL VZ-1000 находится в полностью рабочем состоянии и никаких сбоев внутренних систем сканера не возникло, следовательно работы могут быть продолжены.

Сканирование в шахте

Сканирование в шахте

Плотность сканирования подбиралась с таким условием, чтобы на итоговом облаке точек было возможно четко различить анкерные болты, которыми укрепляется потолочный свод тоннеля шахты. Стандартная технология предполагает ввод кодировки и номера каждого анкерного болта в полевых условиях при работе с электронным тахеометром.

Полученные облака точек высокого разрешения позволили провести данную работу камерально, и определить без труда не только их местоположение, но и углы положения болтов и выявить потенциально опасные участки обрушения свода шахты.

Общее время, затраченное на проведение испытаний составило около 2 часов, без учета переездов. За это время в общей сложности было сделано 10 станций сканирования.

- карьер (2 станции, 3 скан позиции, 25 млн точек, ошибка объединения 2 см )

- шахта (4 станции , 8 скан позиций, 95 млн точек, ошибка объединения 5 мм)

После камеральной обработки сходимость между станциями составляла 5мм, что является превосходным результатом для прибора и условий такого типа.

Анкерные болты в потолке Mesh поверхность шахты
Анкерные болты в потолке Mesh поверхность шахты
Определение размера болта Определение сечения шахты
Определение размера болта Построение сечений шахты

Таким образом на практике была подтверждена способность лазерного сканера RIEGL VZ-1000 работать надежно в экстремальных условиях, в том числе при существенных (-20°С) отрицательных температурах и при повышенной влажности, и получать высокоточные данные необходимого разрешения в короткие сроки.

Видеоролик
Видео