Dispositivos SLAM portátiles: “Ojos inteligentes móviles” para el levantamiento topográfico en minería: la solución al desafío del modelado de alta precisión.

En el ámbito de la seguridad y la producción minera, las leyes nacionales y las normas técnicas constituyen una base sólida para el desarrollo del sector. La Ley de Seguridad Minera de la República Popular China, como documento legal fundamental en este ámbito, exige claramente el uso de equipos técnicos avanzados y adecuados para mejorar la seguridad intrínseca. Esto sienta las bases legales para la aplicación estandarizada de herramientas de alta tecnología, como el escaneo láser 3D, en entornos mineros.

Por su parte, la Especificación para la Construcción Inteligente de Minas (DZ/T 0376-2021), documento guía para la transformación digital del sector, hace hincapié en la construcción de un sistema de información geográfica integrado con datos heterogéneos de múltiples fuentes. Esto resalta la importancia de los dispositivos de escaneo láser 3D como componentes esenciales de la capa de percepción en los sistemas inteligentes de minería y define su papel fundamental en la arquitectura técnica.

Basados ​​en algoritmos SLAM (Localización y Mapeo Simultáneos) desarrollados de forma independiente y tecnología LiDAR de alta precisión, estos dispositivos portátiles superan las limitaciones de la topografía tradicional. Permiten el modelado en tiempo real y sobre la marcha en entornos complejos como túneles subterráneos y minas a cielo abierto. Ya sea operando en túneles de kilómetros de profundidad o en extensas áreas de superficie, se puede lograr una precisión centimétrica, lo que garantiza una completa percepción espacial para la toma de decisiones críticas en materia de seguridad.

Los métodos tradicionales son ineficientes y arriesgados.

Entornos complejos y variables:

Los túneles presentan condiciones en constante cambio. Los estudios manuales requieren una exposición prolongada a zonas peligrosas, lo que supone importantes riesgos para la seguridad.

Las minas a cielo abierto son inmensas. El escaneo estático requiere configuraciones repetidas, lo que ralentiza la recopilación de datos y hace que el modelado a gran escala sea ineficiente.

Altos costes laborales: Los métodos tradicionales requieren coordinación de equipos e implican flujos de trabajo engorrosos y propensos a errores humanos.

Escasa adaptabilidad a escenas dinámicas:

Las operaciones mineras son muy dinámicas. Actividades como la voladura, la excavación y el sostenimiento modifican con frecuencia el terreno. Los resultados de los levantamientos topográficos estáticos quedan obsoletos rápidamente, lo que limita su utilidad para la toma de decisiones en tiempo real.

Los desastres geológicos, como los derrumbes o los deslizamientos de tierra, exigen una cartografía rápida posterior al suceso para evaluar el lugar de forma rápida y precisa.

Diseño ligero, optimizado para el manejo por una sola persona.

Todos los dispositivos SLAM portátiles convencionales pesan menos de 2 kg, y el modelo a prueba de explosiones (batería incluida) pesa 2,3 kg, lo suficientemente ligero para usarlo con una sola mano en trabajos subterráneos prolongados. Hay disponible un soporte para mochila para terrenos difíciles.

Protección certificada contra explosiones: Su diseño intrínsecamente seguro permite un funcionamiento seguro en entornos propensos a la presencia de gas y polvo de carbón.

Diseñado para entornos hostiles: con clasificación IP54 de resistencia al polvo y al agua, y equipado con control de temperatura interno para un rendimiento estable bajo tierra.

Precisión a nivel de centímetros, lista para escenas complejas.

Fusión multisensorial: Incorpora LiDAR, IMU y cámaras visuales. Un algoritmo SLAM patentado de grado industrial fusiona estos flujos de datos, logrando una precisión relativa de ±2 cm.

Sin depender del GPS: el posicionamiento basado en SLAM garantiza una precisión a nivel centimétrico incluso en entornos sin GPS, mediante la coincidencia de características y la detección del cierre de bucles.

Generación de nubes de puntos 3D en tiempo real

Visualiza mientras escaneas: Los datos de la nube de puntos se generan en tiempo real y se pueden previsualizar en primera persona a través de una aplicación móvil, lo que permite la verificación inmediata de los datos.

Modelos como el SLAM200 y el SLAM2000 permiten la generación de nubes de puntos LAS en color en tiempo real. Al conectarse a una red CORS, los datos pueden georreferenciarse con coordenadas absolutas.

Compatibilidad multiplataforma: admite la exportación en formatos LAS, LAZ, e57, PCD y otros formatos comunes, lo que garantiza una integración perfecta con software de postprocesamiento profesional.

Para cumplir con los requisitos del cliente, se utilizó un escáner SLAM portátil a prueba de explosiones para recopilar datos de nube de puntos en túneles subterráneos. El objetivo era generar tanto un modelo 3D como diagramas de sección transversal del túnel. El dispositivo cuenta con certificación para entornos explosivos, con certificación CMA y clasificación de resistencia a explosiones Ex b1 Mb. Su diseño integrado garantiza facilidad de uso y un rendimiento estable, con precisión y alcance de nivel industrial.

Nube de puntos y modelo de color del túnel

Salida de sección transversal

Extracción de la distancia de la pared lateral

Datos de perfil longitudinal

Visualización de la nube de puntos y el modelo de color del túnel

Extracción de perfiles longitudinales de túneles

En un proyecto de depósito de carbón, se utilizó un equipo SLAM portátil de alta precisión para escanear la superficie de las pilas de material. La nube de puntos resultante se procesó para reconstruir la forma 3D y calcular el volumen de la pila. Al combinar estos datos con los valores de densidad, el sistema también pudo calcular el peso total del material.

Escaneo in situ del depósito de carbón

proceso de recopilación de datos

Vista general de la nube de puntos procesada

Cálculo del volumen tras la retirada del tejado

Imagen del búnker de carbón en el lugar

Proceso de recopilación de datos in situ

Resumen de los resultados de los datos del escaneo

Vista superior con datos del techo eliminados

Diagrama de resultados del volumen de existencias

Se recopilaron dos conjuntos de datos de escaneo del túnel utilizando equipos a prueba de explosiones para el análisis de la desviación de la excavación. Las siguientes figuras presentan datos de muestra y resultados del informe (anonimizados):

Modelo de sección transversal del túnel

Informe de desviación por sobreexcavación/subexcavación

Datos del modelo de sección transversal del túnel

Reducción de costes y mejora de la precisión

Desarrollado íntegramente en el país: las tecnologías principales son 100% locales, lo que garantiza la seguridad de los datos y la independencia de la cadena de suministro.

Servicio integral: El soporte completo incluye capacitación sobre dispositivos, posprocesamiento y personalización de soluciones específicas para cada sector.

Rentables: Gracias a las cadenas de suministro locales y a la I+D independiente, estos dispositivos SLAM ofrecen una alta precisión láser y estabilidad del algoritmo a costes de hardware significativamente reducidos.

Baja propiedad total:

Componentes modulares: Las baterías y piezas intercambiables reducen los costes de mantenimiento.

Interfaz de usuario intuitiva: el sistema operativo chino y su interfaz intuitiva permiten a los nuevos usuarios empezar a usarlo en menos de una hora, sin necesidad de contratar a expertos costosos.

Actualizaciones de software gratuitas de por vida: las actualizaciones de firmware OTA garantizan mejoras continuas en los algoritmos sin coste adicional de licencia de software.