-

5G无人机智慧矿山应用

2022-07-20

随着科技的进步5G无人机广泛的应用于日常生活中的各个领域,根据《智能矿山建设规范》《绿色矿山建设评估指导手册》《煤矿智能化建设指南(2021年版)》等多个部委行标明确提出,矿山要发展无人机、三维模型、可视化等相关技术应用,推动矿山数字化转型升级。

矿山占地面积大,地理环境复杂。传统人工巡检及测绘任务工作强度大,且存在一定安全风险。面对智能化升级的挑战,矿山行业急需从人工模式向智能化、自动化转型。大疆行业级无人机可适配矿业多种复杂环境,满足矿业巡检、安防、测绘等,典型应用场景作业需求。通过航线任务规划,无人机可自动巡检,也可搭配大疆机场,实现7×24小时无人值守作业,助力矿山智能运维建设。

传统人工模式,严重依赖人力,环境艰苦,可能会遇到危险数据时效性较低、可视化程度较差。存在人员无法到达的盲区,留有隐患数据难以统一管理,无法满足智能化需要。

无人机自动模式解放双手,高效应对恶劣环境及复杂工况自动化作业,可与矿山业务平台集成,统一管理高空飞行,空中视角,有效解决盲区问题,提供实时数据,支持照片、视频、2D/3D模型等可视化方式,矿山行业地理环境复杂、工作环境艰苦、安全风险较高。大疆无人机作为有效的智能化工具,可应用于矿业日常巡检及测绘工作,通过无人机空中视角,可全方位巡视矿山电力线路、出入口以及重要机械设备,也可通过自主飞行,高效自动完成地形图测绘、土方量计算等任务。无人机画面支持接入矿山可视化平台,测绘数据可导入 CASS 等专业软件,助力智能矿山升级。

1.png

   大疆M300RTK无人机具有IP55防水防尘能力及7级抗风等级,适用于矿山大风沙尘环境,便于携带,全方位巡查,1分钟内可展开作业,飞行时间可达41分钟,空中飞行,视野开阔,安全高效,可抵达人巡不易到达的区域,防水防尘,无惧恶劣环境,工作温度范围达-20℃~50℃,满足矿山复杂环境要求为智能巡检而生,搭配激光雷达或专业测绘相机,高效率测绘建模,支持 RTK 厘米级精度,外业采集,自动高效,根据测区规划航线,无人机自动飞行采集高精度数据单台无人机每日可采集7.5k㎡三维数据,效率大幅提升高精度建模,模型可视。

二维正射地图或三维模型重建,精度可达厘米级导入矿业专业软件,内业处理更直接方便,根据甲方鄂尔多斯煤矿公司现如今所遇到的,巡检人工实地勘察难度大,次数多,效率低下,不易及时发现危险点,污染点等隐患,并且对于地形复杂地方,人员难以到达等问题。

一期为其安装了一套智慧矿山系统,其中包括,大疆M300RTK无人机一架,禅思L1激光雷达相机一个,禅思P1全画幅测绘相机一个,D-RTK 2高精度GNSS移动站一个,大疆制图一套,点云智慧处理软件一套,M1云盒一套,并指导教学。

2.png                                                              设备功能讲解

华飞智能选用大疆M300RTK 无人机,搭载的可见光、红外等探测载荷及测绘相机等专业设备,按照预先设定的航线和任务计划,沿矿区边界或危险区,做长距离巡检飞行从空中感知矿区及其周边的边界变化、温度变化和其他影响矿山安全运行的危险情况及事故隐患,所获重点区域监视数据实时直接通过地面 5G 移动网络传送至指挥中心,指挥中心实时接收显示飞行航迹和视频图像,可通过无人机挂载喊话器对地面人员进行远程指挥喊话,飞行完成后可依托高精度地理信息系统对高分辨率影像等数据开展大数据挖掘分析。

对井田勘察区域侦测,通过无人机专业负载云台收集的高清图像数据进行二维或者三维重建,留存电子档案以及进行历史地形地貌对比,同时可在二维及三维重建模型上选取点位GPS 信息,极大地减少了人员进行实地勘察次数,方便安全生产。


3.png


大疆制图软件指导教学


华飞智能通过无人机航测采集的数据,利用大疆制图软件对拍摄的照片进行还原,完整呈现出井田的三维实景模型,为地形险要人力难及,地质灾害隐蔽、居住密集、矿区及有重大工程的地区提供准确信息,并迅速判断出地形地貌、植被分布、土地利用、建筑物分布等全面还原矿山的真实面貌,放大查看矿山每一处细微变化,这种变化达到毫米级。


4.png

矿山三维模型成果


华飞智能通过大疆M300搭载M1云盒实现无人机超视距广域飞行,只要具有移动信号的区域,均可进行无人机控制,不再受目前无人机通信链路的距离限制,可完全实现跨城市、跨省控制,且控制数据延时可低于30ms。本项目实现无人机高清 1080P 信号、双光视频实时回传。高层管理人员在室内即可查看实时数据并对矿山内进行监视和控制并且可以通过微信直播分享。


M1最新图.png

                                                     MI云盒


华飞智能通过无人机搭载激光雷达扫描获取的地表点云数据,软件通过自动化分类算法提取地面和非地面点。在地面点的基础上,创建地表模型,计算填挖体积。在规划和建设建筑、道路、土方工程和采矿应用场景下,可以辅助填挖方量的计算。

  6.png                                                    点云分割标注数据计算


华飞智能通过大疆M300无人机搭载L1激光雷达对矿山进行航拍,生成稠密点云,利用点云智慧软件对点云进行后处理,利用RTK定位技术最终生成带有经纬度信息,体积,表面积,填方量,挖方量等数据报告最终一期完美交付。

7.png

                                         激光雷达点云数据报告

   

        二期计划添加大疆机场,利用无人值守机场全面提升自动化飞行应用,使作业更高效。无人机厂部署轻便,占地小于1平方米,重约90公斤,覆盖半径最远可达7公里,预先定时设定任务,支持自动飞行及充电,实时画面远程监控,可远程操作,查看数据,标记信息,实现无人值守,API接口开放,可接入矿山可视化管理平台,提升数据管理标准化。

8.png

无人机智慧矿山系统能实现生产过程自动化,安全监控数字化,数据应用建模,生产管理可视化,过程控制智能化,以及对安全隐患,故障和危险源的预先预测,预防和应急处理,使整个矿山具备自我学习,分析和决策的能力。


分享