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三維激光在工業領域的應用(三)粉塵環境體積測量

2019 / 10 / 25
一、項目背景
粉塵是指懸浮在空氣中的固體微粒。習慣上對粉塵有許多名稱,如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、砂塵、粉末等,這些名詞沒有明顯的界限。在日常生活和工作中,生產性粉塵是人類健康的天敵,是誘發多種疾病的主要原因。
在工廠環境下存在很多粉塵,即使經過灑水處理,空氣中仍有粉塵和水霧,對激光測量有著極大的干擾,針對于這些“噪點”海達數云提出了優質的解決方案。
現場環境

二、產品介紹
三維激光掃描技術原理示意圖
(一)三維激光掃描系統組成
1.硬件系統:HS300X工業級三維激光掃描儀
由于在惡劣環境下長時間工作,本方案采用海達數云自主研發的HS300X工業級三維激光掃描儀。
海達數云HS300X工業級三維激光掃描儀
測程:1.5m~300m
激光重復頻率:300kHz
掃描視場角:垂直100°(-40°~+60°),水平360°
角度分辨率:0.002°
工作溫度:-10℃~45℃
儲存溫度:-20℃~50℃
2.軟件系統:點云后處理軟件
三維激光掃描系統憑借激光激光和高分辨率集成相機等硬件設備,能快速、準確獲取高精度物體三維坐標,測量精度達到2mm。作業方式可24小時全天候作業,受天氣環境影響較小。該技術已經廣泛應用于隧道監測、數字化工廠管道、變形測量、公路測量、電力測量、三維數字城市建設、海洋測繪等各個行業領域。
(二)采集方式
存在兩種模式:
1.架站方式。通過架設在三腳架上移動掃描儀進行多測站拼接。
2.定點方式。根據現場情況,可以考慮安裝到某個固定位置進行掃描,可以保證向下垂直90°的數據采集角度無盲區。
三、數據預處理
設備采集時的設定參數100HZ/S,采集時間5分鐘,水平180度采集。
作業流程
自動過濾空氣中噪點
點云數據格式轉換
興趣點云區域提取
建立基本三維點云模型
算法自動計算料堆體積
1.灰塵環境數據采集測試沒有產生很大影響,點云中基本無噪點。
高程渲染圖

強度渲染圖
2.現場工作人員在高處進行清灰處理,有大量煤灰從高處掉落,同時設備進行數據采集,點云中出現灰塵噪點。

高程渲染圖

強度渲染圖
3.對噪點進行過濾后的點云圖,過濾后基本無噪點。

強度過濾

統計過濾

離群過濾

四、點云數據成果

目標區域點云數據圖

目標區域三維模型渲染圖

目標區域煤堆三維曲面圖

方量成果圖

五、項目總結
通過海達數云自主研發的脈沖式工業級激光掃描儀實現了在高粉塵環境下的激光測量工作,通過遠程操控設備完成目標區域掃描,軟件自動過濾及方量計算,減少了人工工作強度和身體傷害,提升生產效率,極大的解決了客戶的困擾。
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