Оборудование для геодезии
Обратный звонок

SLAM - эффективный контроль геометрии и объёмов в горных выработках

SLAM - эффективный контроль геометрии и объёмов в горных выработках

Добрый день, уважаемые посетители блога НГК!

Эффективное управление и контроль геометрии горных выработок являются основополагающими аспектами для обеспечения безопасности и оптимизации горных операций. Современные технологии сканирования позволяют с высокой точностью получать данные о состоянии выработок, что является основой для последующего анализа и планирования.
Специалисты компании НАВГЕОКОМ недавно посетили объект с массивными выработками и протестировали там несколько популярных моделей SLAM-сканеров. Итогом наших тестов стала эта статья, которую мы и предлагаем вашему вниманию.

Результаты сканирования контрольной выработки

Все участвующие в тесте сканеры имели встроенные камеры. Наилучший результат раскраски облака показал вариант с использованием внешней камеры Insta360. При использовании источника равномерного света в связке со сканером можно было бы достичь фотореалистичного окраса облака точек.

Рисунок2.png

Раскраска облака точек со сканера по интенсивности отраженного сигнала так же позволяет иметь источник интерпретации геологии.
Рисунок4.png

Рисунок6.png

Рисунок5.png

Дальность захвата точек сканерами в выработке

Наибольшая дальность у 32-канальной сканирующей головки. Дальность сканирования составила порядка 70-80м. Дальность 16-канальной головки порядка 40-50 метров. Дальность захваченных точек свода у Livox360 около 30 метров.

Рисунок8.png
Привязка к системе координат

Все сканеры, участвующие в тесте имеют возможность привязки к системе координат объекта.
Для привязки использовались маркшейдерские репера на сводах.
Учитывая меньшее ограничение по полю зрения, более качественно себя проявили сканеры со сканирующими головками Hesai (из-за необходимости в перевороте сканера во время привязки).

Рисунок9.png

Сопоставление полученного в местной системе координат облака точек и имеющихся в информационных системах предприятия данных позволяют оперативно и достоверно актуализировать базу данных. А так же выявлять и учитывать нестыковки в плане и по высоте.

Рисунок10.png

Рисунок11.png

Рисунок12.png

Рисунок13.png

Рисунок14.png

Контроль геометрии

Контроль геометрии сканированных данных играет важную роль в оценке состояния выработок. Современные программные инструменты позволяют создавать сечения по профилю в интересующих точках, что способствует детальному анализу изменений геометрии. На основе сканирования можно получить фактическую площадь и с высокой детализацией определить истинную геометрию камеры, что даёт возможность точно рассчитать извлечённый объём.

Рисунок16.png

Эти технологии позволяют визуализировать отклонения от проектной геометрии и отслеживать динамику изменений, что важно для принятия обоснованных решений по корректировке и улучшению состояния выработок.

Рисунок15.png


По результатам сканирования и выделения сечения, можно получить фактическую площадь этих сечений
Возьмём сечения через 30 метров. Посмотрим площадь каждого сечения и вычислим среднюю площадь.

Рисунок2221.png

Сечение 1

10,387

Сечение 2

10,323

Сечение 3

10,376

Сечение 4

10,422

Сечение 5

10,435

Сечение 6

10,493

Сечение 7

10,465

СРЕДНЕЕ

10,414




Подсчёт объёмов

Данные сканирования позволяют с высокой детализацией получить истинную геометрию камеры и вычислить извлечённый объём.
На примере ниже расчёт показал объем в 2067,66 м3:

Рисунок2222.png


Точные измерения объёмов являются важным аспектом анализа и планирования горных работ. В процессе сканирования камеры был измерен объём отвалов, который составил 86 м³. В другой камере общий объём отвалов достиг 247 м³, при этом было насчитано 25 куч. Это позволяет предположить, что отсыпка велась чем-то с объёмом порядка десяти кубических метров.

Рисунок17.png

Сканирование разрабатываемой камеры продемонстрировало, что сканер успешно рассчитал свою траекторию, однако отсутствие контрольных точек не позволило проверить точность данных. Аналогично, в сканировании выработки с гладкими стенками, плановое положение совпало, но разница по высоте осталась необученной из-за отсутствия доступа к реперу на своде.

Рисунок24.png

Рисунок23.png

Общие выводы

1. Для выполнения задач сканирования можно использовать сканер с бюджетной сканирующей головкой Livox360, однако для более качественной съёмки предпочтителен сканер с вращающейся головкой Hesai.
2. Для получения детализированной информации рекомендуется применять внешнюю камеру и равномерную подсветку.
3. Более дальнобойные сканирующие головки собирают больше характерных точек и улучшают позиционирование технологии SLAM.
4. Работа в запылённых камерах возможна, но требует соблюдения дополнительных условий.
5. Даже в выработках с гладкими стенками SLAM сканеры обеспечивают результаты, сопоставимые с данными маркшейдерской съёмки.

Эти технологии и подходы обеспечивают высокую точность управления и анализа, что критически важно для безопасности и эффективности горных операций.