纵横大鹏CW-15Q 搭载激光雷达计算煤岩开采量

为了提高煤矿月末采剥量验收工作的精度和效率,公司使用纵横大鹏CW-15Q JoLiDAR-Mini激光雷达扫描系统,同时获取矿区激光点云数据和正射影像,计算该区煤岩开采量,并绘制现状图。

采剥量验收测量(acceptance surveying of excavated volume)是指定期测量并计算采剥矿岩体积的工作。一般每月测量一次作业台阶的采剥进度线,内容包括测量台阶平台上的结存矿和岩堆,绘制台阶采剥验收平面图,并据此计算采剥矿岩体积。(名词释义来自百度百科)

“测区面积约30平方公里左右,矿区环境复杂,布设像控点困难。”面对高差140米左右,且实时都在开采的矿区,靠传统GPS-RTK测量方式,进行外业数据采集,难度太大。“同时我们最终成果需要绝对坐标。故CW-15Q JoLiDAR-Mini激光雷达扫描系统,成为我们此次项目首选。”

作业流程

飞行航线规划及设备参数设置

将作业区域kml文件导入纵横飞图中,此时可手动生成航线,也可根据kml文件自动生成航线,可根据地形高差修改航线,以实现仿地飞行。

纵横大鹏CW-15Q 搭载激光雷达计算煤岩开采量

飞行高度:200m

激光雷达发射频率:100KHz

航带间距:76m

相机参数设置:航向重叠率70%,旁向重叠率10%

飞行方式:根据航线规划设计,在进入和退出雷达采集区域前后绕飞八字,在进入采集区域后打开雷达进行往返飞行。

无人机作业

乱流是让外业人员很苦恼的事情。此次CW-15Q作业区域,常年伴随着极强的阵风,最高风速达到15m/s,尤其在矿坑作业时,风受地形影响,经常出现乱流。

当无人机在空中遇到变化不定的阵风时,无人机可能会发生飞行姿势不稳定,无法正确执行飞行任务,或者更严重的情况。作业中,CW-15Q飞控修正姿态角度达到10度以上,两天时间完成项目外场航飞作业,为客户测量土方量争取时间。

外场飞行完后,矿区工作人员说到:“在整个飞行过程中,我们基本不用担心CW-15Q的稳定性,同时飞机续航也超出我们的预期。”

纵横大鹏CW-15Q 搭载激光雷达计算煤岩开采量


点云数据

飞行结束后,CW-15Q JoLiDAR-Mini激光雷达扫描系统,同时获取矿区激光点云数据和正射影像,进一步提升了煤矿月末采剥量验收工作的精度和效率,在保证精度的基础上还能有效减少人为主观的影响,实现高效、低成本的测量。

纵横大鹏CW-15Q 搭载激光雷达计算煤岩开采量

华能伊敏煤电有限公司矿区工作人员对全新升级的JoLiDAR,给予高度认可。“在数据处理时,

JoLiDAR5.0软件提升很多,纵横飞图与JoLiDAR5.0互通,外业、内业更加高效、便捷,更加实用。”

采剥量验收测量新方式

无人机+激光雷达

人工效率

传统GPS-RTK测量方式,进行外业数据采集,需要4名技术人员携带仪器徒步行走4天完成测量,再内业数据处理3天;使用纵横大鹏CW-15Q JoLiDAR-Mini激光雷达扫描系统,外业数据采集效率是GPS-RTK测量方式的4倍,内外业整体效率提高将近160%。在大幅度提高作业效率的同时,还可以降低作业人员的劳动强度。

测量点质量

机载雷达无人机测量系统外业数据采集系统中误差为5cm左右,基本与GPS-RTK方式3cm的三维精度相当,同时其属于扫描式测量,测量点密度约为20个/平方米,远远超过GPS-RTK方式1个/25米。高密度点云数据可以更加清晰的反映生产现场真实高程变化情况,大幅度提高采剥量计算整体精度。

安全性

GPS-RTK测量方式需要技术人员到达指定位置才能完成测量采点,生产现场作业时技术人员需在距离台阶顶部边缘3米左右行走测点,容易出现跌落、磕碰等不安全现象;工作时存在与矿用卡车、电铲、工程机械等设备的交叉作业,安全风险较大。而使用纵横大鹏CW-15Q JoLiDAR-Mini激光雷达扫描系统,仅需在起落点用地面站掌控无人机的飞行状态,安全性较高。

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