矿业量测 | 基于无人机平台应用激光雷达技术计算煤堆体积的解决方案

一、概述

测定煤堆储量是火电厂、煤矿等单位的常规工作，测定储量的关键在于测定体积。对于不规则的煤堆体积测量，早期的方法是使用推土机对煤堆进行整形，再人工用皮尺丈量，或用经纬仪视距导线测量等方法来完成，投入的人力物力较多，且误差较大。

随着全站仪技术的普及，大家逐渐使用全站仪进行测量。但仍需要在测量前将煤堆顶面尽可能的推平，再使用全站仪测量煤堆地面和顶面范围，内容包括平面坐标和高程，然后再通过计算得出体积。

激光雷达技术的发展及硬件软件的快速更新迭代，使得测定煤堆储量的工作有了更便捷的手段。本文介绍使用无人机激光雷达设备进行煤堆体积测量，不需要对煤堆整形即可快速获取煤堆体积。

二、设备选用

无人机激光雷达扫描系统—LiAir 100

LiAir 100无人机激光雷达扫描系统是一款的轻型激光雷达点云数据采集系统 ,一体化集成集激光雷达扫描仪、GNSS 和 IMU 定位定姿系统及存储控制单元，可实时、动态、海量采集高精度点云数据及丰富的影像信息，通过配套的LiAcquire 机载激光雷达地面站软件，可快速获取高精度的煤堆三维信息数据。

产品优势

高精度：精度满足 1:1000 地形测图需求；
高效率：单机日测 2平方公里；
系统稳定：安全作业时长累计超 8000 小时；
操作简单：支持一键式流程化数据采集，一键起降自动执行航线；
实时测量：作业过程支持实时量测地物坐标、距离及高程，支持应急救援快速响应；
实时监测：支持点云数据、POS参数、设备状态在作业过程实时显示；

		标准版	高精度版
重要参数	绝对精度	±12cm	±10cm
	相对精度	±5cm	±5cm
	重量	3.3kg	3kg
	扫描范围	100m	100m
	垂直视野	-30°~+10°	-30°~+10°
	水平视野	360°	360°
	相机	可选配	可选配
惯导系统	GNSS	GPS,GLONSS,BD	GPS,GLONSS,BD
	姿态精度（后处理）	0.1°(1σ)	0.015°(1σ)
	方位角精度（后处理）	0.1°(1σ)	0.08°(1σ)
激光雷达单元	激光传感器	Velodyne HDL-32E
	安全等级	1级
	测量范围	100m
	测距精度	±2cm
	垂直视野	-30°~+10°
	水平视野	360°
	扫描频率	5Hz~20Hz
	角分辨率(垂直)	1.33°
	角分辨率(水平)	0.1°~0.4°
	激光波长	903nm
	最大有效测量速率	700,000Pts/sec
搭载平台	无人机平台	DJI M600 PRO
	轴距	1133mm
	尺寸	1668 mmX 1518 mmX 727 mm
	重量	9.5kg
	起飞重量	15.5kg
	续航时间	空载：32min
	作业时间	3.2kg载荷：21min
	最大风抗性	8m/s
	最大速度	18m/s（无风）
	巡航半径	2Km
	使用温度	-10℃~ 40℃
	电池	4500mAh*6
适配软件	航线规划	LiPlan 激光雷达地面站软件
	设备状态监控、数据解算	LiAcquire 机载激光雷达操控软件
	点云数据处理分析（选配）	LiDAR360 点云数据处理分析软件