Cálculo del volumen de un tanque de almacenamiento grande - Slam100

Con el rápido desarrollo de la economía nacional, el número de tanques de almacenamiento sigue aumentando y se ha convertido en un equipo básico clave para el almacenamiento de recursos de petróleo y gas y materiales químicos. Al mismo tiempo, los tanques de almacenamiento también están evolucionando hacia tamaños más grandes, lo que plantea mayores requisitos para la medición del volumen de los tanques en proyectos de almacenamiento y transporte. Actualmente, los métodos de medición comúnmente utilizados a nivel nacional e internacional incluyen el método de circunferencia, el método de línea de referencia óptica, el método de medición óptica con rieles guía y el método de medición de escaneo láser tridimensional. El escáner de estación, este tipo de instrumento tiene las ventajas de alta precisión, alta densidad y medición a larga distancia, pero también tiene problemas como baja eficiencia, cambios frecuentes de estación y gran cantidad de empalmes en la oficina.

Gracias al rápido desarrollo de los escáneres láser 3D portátiles, se dispone de un nuevo método técnico para obtener información espacial detallada de los tanques de almacenamiento. Este método se basa en algoritmos SLAM para construir mapas continuos de nubes de puntos 3D sin necesidad de cambiar de estación con frecuencia. Tomando como ejemplo un tanque de almacenamiento vertical en una granja, el editor explicará cómo SLAM100 calcula rápidamente el volumen del tanque.

Para mejorar la gestión y lograr un control dinámico y preciso del alimento, una granja de cría a gran escala necesita conocer a tiempo el volumen vacío dentro del tanque de alimento para facilitar la toma de decisiones en los planes de producción y distribución. El tanque tiene una altura de aproximadamente 22 m, un diámetro de aproximadamente 10 m, forma cónica en la parte superior e inferior y cilíndrica en la parte central.

La medición de distancia máxima (120 m) del SLAM100 cubre la distancia máxima (aproximadamente 22 m) desde el fondo del tanque hasta la parte superior, y el escáner puede obtener una nube de puntos de vista completa dentro del tanque en la parte superior. Para evitar que el SLAM100 escanee datos innecesarios fuera del tanque y genere una carga de trabajo innecesaria en el procesamiento posterior de la nube de puntos, todo el proceso de escaneo del SLAM100 (inicio, inicialización, escaneo y apagado) se realiza dentro del tanque. El escaneo de un tanque tarda aproximadamente 5 minutos, y se escanean un total de 3 tanques.

El interior del tanque es liso y carece de rasgos distintivos. Se trata de una escena con rasgos y texturas débiles, lo que supone un gran desafío para la correspondencia de nubes de puntos. Gracias a un algoritmo SLAM de grado industrial y un umbral de correspondencia estricto, se reduce el error de correspondencia y se completa la solución de la nube de puntos. Los resultados de la nube de puntos son de alta precisión. La densidad de la nube de puntos es uniforme, la superficie es plana y sin ruido, y el grosor es de aproximadamente 1,2 cm. Esto ayuda a la composición de la nube de puntos a obtener un modelo de tanque mejor y más preciso, y también reduce la necesidad de procesamiento para suavizar y eliminar el ruido del modelo. Se tarda aproximadamente 10 minutos en resolver una sola nube de puntos del tanque.

Para mejorar el efecto de encapsulación del modelo del tanque y acelerar su optimización, se puede simplificar la nube de puntos manteniendo la integridad de su forma. Tras comparar y analizar los efectos de tres métodos de muestreo comunes (adelgazamiento por distancia espacial, adelgazamiento por vóxel y muestreo aleatorio), se seleccionó el método de muestreo por distancia espacial para simplificar la nube de puntos. Después de realizar varios ajustes de parámetros, se determinó que la distancia de muestreo era de 0,05 m. La nube de puntos original contenía 626.685 puntos, mientras que la nube de puntos muestreada contenía 169.190 puntos.

Los datos completos de la nube de puntos son útiles para el encapsulado del modelo del tanque y reducen sus vulnerabilidades. Dado que el tanque tiene una abertura en la parte superior, el ajuste de la superficie se puede realizar según los datos de la nube de puntos circundantes, y el tanque se puede empaquetar como una sola pieza para eliminar las posibles fallas del modelo. El empaquetado de un solo modelo de tanque lleva aproximadamente 20 minutos.

Utilice herramientas de análisis para calcular los volúmenes de los tanques. Los volúmenes de los tres tanques son 1383,62 m³, 1387,98 m³ y 1396,94 m³ respectivamente. Tras consultar con el propietario, se determinó que el volumen del tanque vacío es de 1400 m³. Dado que durante la inspección in situ se detectó una pequeña cantidad de alimento residual en el fondo del tanque, los resultados del cálculo son inferiores a 1400 m³, lo cual coincide con la situación real.

El SLAM100 ofrece alta eficiencia y precisión en la medición de volumen de grandes tanques. Supera las limitaciones y deficiencias de los métodos de medición convencionales para obtener un único punto, evita los frecuentes cambios de estación y los problemas de empalme de datos de los escáneres de estación, y permite un escaneo digital tridimensional rápido de tanques. Los resultados de la nube de puntos presentan alta precisión y una estructura completa. Mediante el empaquetado de la nube de puntos, se puede lograr una reproducción 1:1 del cuerpo del tanque y calcular su volumen con precisión.