Dispositivi SLAM portatili: "occhi intelligenti mobili" per il rilevamento minerario - Risolvere la sfida della modellazione ad alta precisione

Nel campo della sicurezza e della produzione mineraria, le leggi nazionali e gli standard tecnici forniscono una solida base per lo sviluppo del settore. La Legge sulla sicurezza mineraria della Repubblica Popolare Cinese, quale documento giuridico fondamentale in questo ambito, impone chiaramente l'utilizzo di attrezzature tecniche avanzate e adeguate per migliorare la sicurezza intrinseca. Ciò pone le basi legali per l'applicazione standardizzata di strumenti ad alta tecnologia come la scansione laser 3D negli scenari minerari.

Nel frattempo, la specifica per la costruzione di miniere intelligenti (DZ/T 0376-2021), un documento guida per la trasformazione digitale del settore, sottolinea la necessità di costruire un sistema informativo geografico integrato, basato su dati eterogenei provenienti da diverse fonti. Ciò evidenzia i dispositivi di scansione laser 3D come componenti vitali dello strato percettivo nei sistemi minerari intelligenti e ne definisce il ruolo chiave nell'architettura tecnica.

Basati su algoritmi SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) sviluppati internamente e su una tecnologia LiDAR ad alta precisione, questi dispositivi portatili superano i limiti dei metodi di rilevamento tradizionali. Consentono la modellazione in tempo reale e in movimento in ambienti complessi come gallerie sotterranee e miniere a cielo aperto. Sia che si operi in gallerie profonde chilometri o in ampie aree di superficie, è possibile raggiungere una precisione centimetrica, garantendo una completa consapevolezza spaziale per un processo decisionale critico per la sicurezza.

I metodi tradizionali sono inefficienti e rischiosi

Ambienti complessi e variabili:

Le gallerie presentano condizioni in continua evoluzione. I rilievi manuali richiedono un'esposizione prolungata ad aree pericolose, comportando rischi significativi per la sicurezza.

Le miniere a cielo aperto sono immense. La scansione statica richiede ripetute operazioni di configurazione, il che rallenta la raccolta dei dati e rende inefficiente la modellazione su larga scala.

Costi del lavoro elevati: i metodi tradizionali richiedono il coordinamento del team e comportano flussi di lavoro complessi e soggetti a errori umani.

Scarsa capacità di adattamento a scene dinamiche:

Le operazioni minerarie sono estremamente dinamiche. Attività come brillamento, scavo e sostegno modificano frequentemente il terreno. I risultati dei rilievi statici diventano rapidamente obsoleti, limitandone l'utilità nel processo decisionale in tempo reale.

I disastri geologici, come crolli o frane, richiedono una mappatura rapida post-evento per valutare il sito in modo rapido e preciso.

Design leggero, ottimizzato per l'utilizzo da parte di una sola persona.

Tutti i dispositivi SLAM portatili più diffusi pesano meno di 2 kg, con il modello antideflagrante (batteria inclusa) che pesa 2,3 kg: sufficientemente leggero per l'utilizzo con una sola mano anche durante lavori sotterranei prolungati. È disponibile anche un supporto a zaino per terreni complessi.

Protezione antideflagrante certificata: la progettazione a sicurezza intrinseca consente un funzionamento sicuro in ambienti con presenza di gas e polveri di carbone.

Progettato per ambienti difficili: con grado di protezione IP54 contro polvere e acqua, è dotato di controllo interno della temperatura per garantire prestazioni stabili sottoterra.

Precisione al centimetro, pronta per scene complesse

Fusione multisensore: incorpora LiDAR, IMU e telecamere visive. Un algoritmo SLAM proprietario di livello industriale fonde questi flussi di dati, raggiungendo una precisione relativa entro ±2 cm.

Nessuna dipendenza dal GPS: il posizionamento basato su SLAM garantisce una precisione a livello centimetrico anche in ambienti privi di segnale GPS, utilizzando la corrispondenza di caratteristiche e il rilevamento della chiusura di loop.

Generazione di nuvole di punti 3D in tempo reale

Visualizza durante la scansione: i dati della nuvola di punti vengono generati in tempo reale e possono essere visualizzati in anteprima in prima persona tramite un'app mobile, consentendo una verifica immediata dei dati.

Modelli come SLAM200 e SLAM2000 supportano la generazione in tempo reale di nuvole di punti LAS a colori. Se collegati a una rete CORS, i dati possono essere georeferenziati con coordinate assolute.

Compatibilità multipiattaforma: supporta l'esportazione in LAS, LAZ, e57, PCD e altri formati comuni, garantendo una perfetta integrazione con i software di post-produzione professionali.

Per soddisfare le esigenze del cliente, è stato utilizzato uno scanner SLAM portatile antideflagrante per acquisire dati di nuvole di punti in gallerie sotterranee. L'obiettivo era generare sia un modello 3D che diagrammi delle sezioni trasversali della galleria. Il dispositivo è certificato per ambienti esplosivi, con certificazione CMA e classificazione antideflagrante Ex b1 Mb. Il suo design integrato garantisce facilità d'uso e prestazioni stabili, con precisione e portata di livello industriale.

Modello a nuvola di punti e a colori del tunnel

output della sezione trasversale

estrazione della distanza della parete laterale

Dati del profilo longitudinale

Visualizzazione della nuvola di punti e del modello di colore del tunnel

Estrazione delle linee di profilo longitudinale della galleria

In un progetto per un deposito di carbone, è stata utilizzata un'apparecchiatura SLAM portatile ad alta precisione per scansionare la superficie dei cumuli di materiale. La nuvola di punti risultante è stata elaborata per ricostruire la forma 3D e calcolare il volume del cumulo. Integrando i dati con i valori di densità, il sistema è stato in grado di calcolare anche il peso totale del materiale.

Scansione in loco del deposito di carbone

Processo di raccolta dati

Panoramica della nuvola di punti elaborata

Calcolo del volume dopo la rimozione del tetto

Immagine del deposito di carbone in loco

Processo di raccolta dati in loco

Panoramica dei risultati della scansione

Vista dall'alto senza i dati del tetto

Diagramma dei risultati del volume delle scorte

Sono stati raccolti due set di dati di scansione della galleria utilizzando apparecchiature antideflagranti per l'analisi delle deviazioni di scavo. Le figure seguenti presentano dati di esempio e i risultati del rapporto (anonimizzati):

Modello di sezione trasversale del tunnel

Rapporto sulle deviazioni di sovra/sottoscavo

Dati del modello di sezione trasversale del tunnel

Ridurre i costi e al contempo migliorare la precisione.

Interamente sviluppato a livello nazionale: le tecnologie chiave sono al 100% locali, garantendo la sicurezza dei dati e l'indipendenza della catena di fornitura.

Servizio completo: l'assistenza completa include formazione sull'utilizzo dei dispositivi, post-elaborazione e personalizzazione delle soluzioni in base alle esigenze specifiche del settore.

Convenienti: grazie alle filiere di approvvigionamento locali e alla ricerca e sviluppo indipendente, questi dispositivi SLAM offrono un'elevata precisione laser e stabilità dell'algoritmo a costi hardware notevolmente ridotti.

Basso tasso di proprietà totale:

Componenti modulari: batterie e parti intercambiabili riducono i costi di manutenzione.

Interfaccia utente intuitiva: il sistema operativo cinese e l'interfaccia intuitiva consentono ai nuovi utenti di iniziare a utilizzare il programma in meno di un'ora, senza bisogno di costosi esperti.

Aggiornamenti software gratuiti a vita: gli aggiornamenti firmware OTA garantiscono continui miglioramenti degli algoritmi senza costi aggiuntivi di licenza software.