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三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

2022-03-08

导语:

在数字化时代大背景下,三维激光扫描技术作为测绘领域的一项重大科技创新成果,以高速率、高精度、非接触测量和自动处理等独特优势,不仅在工业领域应用发展迅猛,成为推动智能制造的一股新势力,同时也逐渐渗透在文博、教育、医疗、消费品、AR/VR等其它非工业领域,并不断开疆辟土,成为引领各行业数字化的“新潮流”。

那么,除了常见的应用领域外,你知道我们的手持激光扫描系统还能用来测沙、测土、测马路吗?话不多说,赶紧上案例!看三维激光扫描技术为新的应用领域带来了哪些新思路、新方案。

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

微地貌观测:高校实验研究(室内)

微地貌是最小的地貌形态单元。通过对微地貌进行观测研究,可以进一步分析宏观地貌的形成过程,比如沙粒在风蚀作用下如何运动。而建立高精度的三维模型是对地貌进行定量研究的基础。

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎客户沙丘微地貌实验装置,肉眼难以辨别表面的微小变化我们的客户陕西某高校实验室,在风沙地貌的研究工作中,面临这样一个观测难点:若采用测针法等传统观测方式,则需要与表面接触,会对微地貌造成破坏且观测耗时长。

中观为其提供的三维激光扫描方案,依据线性激光的反射与双目CCD成像原理,可以快速采集到微地貌的完整表面数据,且测量过程中无需接触待测物表面,结果更准确、更可靠。

方案具体实施

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎使用中观RigelScan Pro智能手持式激光3D扫描仪(精度可达0.03mm),手持扫描,灵活移动,采集数据不留死角、不存在盲区,且扫描过程中实时生成可视化点云数据,便于查看;

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎不到1分钟即采集完研究区域的三维数据,实现对真实微地貌的三维重建;◎将扫描数据导入Geomagic Control软件分析高/低点的变化情况,表面波浪起伏清晰可见,翔实的数据为微地貌相关研究工作提供了重要支撑。

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测


土密度勘测:机场地基勘测(野外)

土的密度是土的单位体积质量。测定土的密度,可以了解土的疏密状态,进一步换算土的其它物理力学指标,供工程设计之用。

我们的客户某建筑设计院在一个机场地基勘测项目中,创新性地引入了中观的MarvelScan智能反向定位蓝色激光3D扫描仪来帮助勘测地基土的密度,解决了灌水法等常规试验诸如以下问题:

* 需要多人协调配合,操作步骤多,采样时间长;

* 试验结果受人为因素影响大,数据不够准确,难以形成科学的可追溯性。

中观方案大大提高了数据采集的便捷性和准确性,可以加快勘察周期,提高勘察质量,同时增强了与其他用户的数据衔接性。

方案具体实施

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎使用MarvelScan扫描在机场地基上挖出的土坑,以高达135万次测量/秒的速率,可以一次性精准、迅速完成不规则土坑的三维数据采集,且数据方便传输与保存,具有永久可追溯性;

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎将扫描数据导入Geomagic Control软件提取土坑体积,继而可以计算土的密度。


道路形变分析:高校实验研究(野外)

道路是交通运输的基础载体。不同材质的道路在长时间的地面压力、车流磨损及其它外界因素影响下,会产生不同程度的形变。通过长期、动态的道路形变监测与分析,进而掌握形变规律及不同材质的优劣势,对于道路工程的稳定性和安全性具有重要的指导意义。

西南某高校道路工程相关研究团队,通过行业论文了解到中观的三维激光扫描技术后,引入RigelScan Ultra智能手持式激光3D扫描仪作为道路形变监测的高效工具,通过在不同研究时段采集高精度三维模型后,再进行对比分析得到准确的形变量。

利用小巧便携的手持式激光3D扫描仪在户外进行道路测量,大大减轻了外业测量工作的负担,提升了工作效率,同时又拥有传统测量方式达不到的极高的测量密度和精度。

方案具体实施

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎RigelScan Ultra采用纯蓝光技术,抗干扰性强,即使在户外强光照下,也不需要对路面做任何处理,一样可以快速捕获数据,精度最高达0.01mm;

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎利用功能强大的扫描软件RigelScan可以对点云数据进行体素化滤波、体外点剔除和快速构网及网格优化等智能化处理,获得完整的高精度三维模型;

三维扫描仪用于沙丘微地貌实验、道路形变分析、土密度勘测

◎扫描输出的三维模型直接导入到Geomagic Control检测软件中进行分析,图中是以一个水平面为参考,计算出的最大上偏差及最大下偏差,可以由此分析路面的形貌高差。


小结

中观的三维激光扫描技术应用在地质地貌和道路工程领域,为客户带来了突破传统的革新式的高效测量体验。同时,表现出了极强的灵活适应性,无论是室内的实验研究,还是野外的勘探测量,各种环境条件下均可保证采集的数据精准、完整,为科研/工程技术人员提供了更加简便、智能的工具和更加科学、精准的数据支撑。

当然在地质地貌和道路工程领域,还有很多大场景的应用需求。以客户需求为导向,中观也在不断拓展丰富着产品线,除了工业级的扫描系统外,我们的新品RigelSLAM大空间手持激光3D扫描系统(点击下方,马上了解)已上线,带你“大开视界”,打开另一片新世界。