徠卡RTC360三維激光掃描儀在某石化工廠(chǎng)數(shù)字化中的應(yīng)用
一、背景
石化工廠(chǎng)的安全運(yùn)維是一項(xiàng)重要工作。但是如果工廠(chǎng)工程資料保存不完整或者太過(guò)陳舊,不能反映廠(chǎng)區(qū)真實(shí)現(xiàn)狀,就難以實(shí)現(xiàn)石化工廠(chǎng)的數(shù)字化管理。一般使用三維激光掃描儀完成工廠(chǎng)數(shù)字化可以獲取廠(chǎng)區(qū)的精確點(diǎn)云,生成三維模型,提升運(yùn)營(yíng)效率,減低安全風(fēng)險(xiǎn)。
而工廠(chǎng)內(nèi)部一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜,內(nèi)部空間狹小,管道設(shè)施密集,遮擋嚴(yán)重,通視條件差,面對(duì)這種條件,一些常見(jiàn)的掃描儀架站拼接困難,提高數(shù)據(jù)獲取效率和保證作業(yè)的安全性尤為重要。
徠卡RTC360三維激光掃描儀以其輕小便攜、高速、精準(zhǔn)、操作簡(jiǎn)單、智能拼接等優(yōu)勢(shì)助力石化工廠(chǎng)數(shù)字化管理運(yùn)維。
圖1 某工廠(chǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜的設(shè)施
二、項(xiàng)目概況
上海某高爐項(xiàng)目,作業(yè)平臺(tái)約 30m*20m,共 20 層,約 60米高,每層平臺(tái)外圍有狹窄通道,拐彎較多,內(nèi)部管線(xiàn)設(shè)施密集復(fù)雜,通視條件極差。原有設(shè)計(jì)模型和現(xiàn)狀不符,為了工廠(chǎng)數(shù)字化,需要進(jìn)行三維掃描。
三、項(xiàng)目過(guò)程
踏勘
制定合理的設(shè)站方式、掃描路線(xiàn)和點(diǎn)云拼接方式。
數(shù)據(jù)采集
架設(shè)碳纖維三腳架,卡扣式安裝掃描儀,自由設(shè)站。每站采用6mm@10m分辨率采集點(diǎn)云和HDR全景影像,開(kāi)啟 VIS 視覺(jué)追蹤技術(shù),無(wú)需擺放標(biāo)靶,無(wú)需通視,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼接站點(diǎn),大幅提高了采集效率。一站數(shù)據(jù)不到2min即可完成。
換站采集,放穩(wěn)即測(cè),速度超快。13層作業(yè)平臺(tái)共采集109站,共耗時(shí)4.5小時(shí)。
圖2 RTC360正在采集數(shù)據(jù)
三維激光掃描可全方位獲取三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),無(wú)論是復(fù)雜的法蘭還是立柱都能夠清晰完整的獲取?;诟呔雀哔|(zhì)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),三維建模才能夠更精細(xì)。
數(shù)據(jù)導(dǎo)入與自動(dòng)拼接
VIS 視覺(jué)追蹤技術(shù)搭配徠卡Register360軟件的智能拼接功能實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云的全自動(dòng)拼接,大大減少了拼接時(shí)間。為了進(jìn)一步提高整體點(diǎn)云精度,拼接點(diǎn)云構(gòu)成閉合環(huán)。
圖3數(shù)據(jù)導(dǎo)入完即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼接
碰撞檢測(cè)和模型更新
根據(jù)原有設(shè)計(jì)模型和圖紙創(chuàng)建工廠(chǎng)管線(xiàn)模型和平臺(tái)相關(guān)模型。
將模型和點(diǎn)云數(shù)據(jù)同時(shí)導(dǎo)入Navisworks,一鍵碰撞分析,檢測(cè)出原有設(shè)計(jì)模型與真實(shí)點(diǎn)云模型有差異的位置,并依據(jù)點(diǎn)云的精準(zhǔn)位置和尺寸信息進(jìn)行模型修改調(diào)整,實(shí)現(xiàn)真實(shí)現(xiàn)狀模型的工廠(chǎng)數(shù)字化。
圖4 設(shè)計(jì)模型與點(diǎn)云對(duì)比檢測(cè)
圖 5 更新后的高精度工廠(chǎng)模型
四、項(xiàng)目總結(jié)
1,數(shù)據(jù)質(zhì)量好:徠卡RTC360掃描儀以其優(yōu)越的測(cè)角和測(cè)距精度確保了點(diǎn)云可靠性,超低的噪音確保了復(fù)雜設(shè)施的細(xì)節(jié)點(diǎn)云質(zhì)量。
2,作業(yè)效率高:徠卡RTC360掃描儀小巧輕便,無(wú)需對(duì)中整平,設(shè)站方便,無(wú)需標(biāo)靶,單站采集時(shí)間短,可以自動(dòng)拼接。相比常規(guī)掃描儀兩天才能完成的工作,徠卡RTC360半天即可完成。
3,簡(jiǎn)單、高度自動(dòng)化:不僅是數(shù)據(jù)采集的操作簡(jiǎn)單,而且數(shù)據(jù)拼接自動(dòng)化,大大降低了技術(shù)難度和勞動(dòng)強(qiáng)度。
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