数字化工厂改造项目中的应用
三维激光扫描在数字化工厂改造项目中的应用
三维激光扫描在数字化工厂改造项目中的应用
 

项目背景

随着时代的进步,技术的发展,工厂的管理模式也在一代一代的升级。传统的监控模式,只是在中央控制机房,面对若干的传感器的显示器,查看某个车间内的温度,气压,敏感气体的参数,烟雾报警等信息。为了表达一个车间设备间,可能需要几张或者十几张的二维平面图。如果没有专业知识,没有空间感很难从这些图纸和传感器上形象的理解出现在的厂房的情况。

 

为了更直观,更清晰的查看工厂的运行状况。现在越来越多的工厂,大型车间开始采用三维的管理模式,即把厂区的所有需要监控的区域进行三维数字化。本文以某个汽车厂区为例,介绍拓普康三维技术在数字化工厂中的应用。

 

三维激光扫描技术针对工厂,已经有了一些相关应用案例。以往该技术主要应用于小部件的扫描,检测其与设计部件的差别等。本次针对工厂整体的数字化,我们采用地面式三维激光扫描仪+车载移动测量系统进行数据采集加工,极大的提升了工作效率。

 

GLS-2000在数字化工厂项目中的优势

  • 距离远:半径500米,在扫描厂房内部空间可以获取全部可视数据;

     

  • 速度快:脉冲式激光,根据现场情况,一般3-5分钟获取全部点云数据和色彩信息;

     

  • 点云质量高:第二代激光技术可以更多的获取反射率小,夹角小的区域的点云;

  • 扫描棱镜拼接:可以扫描棱镜进行拼接,即使两站之间没有可以摆放标靶的位置,只要有一个拳头大的空间可以看到下个架站位置就可以高精度高效率的拼接;

     

  • 内置双相机500万像素,更快速,更清晰的获取现场颜色信息;

     

  • 运用多次回波技术,可以最大限度的获取有遮挡部位的点云数据。

 

运用拓普康GLS-2000三维激光扫描仪获取的高精度点云可以精准的建立起各种工厂设施。

原始点云数据

三维模型

 

工厂,厂房,厂区等类似项目,一般范围较大。比如汽车工厂,变电发电厂,大型组装车间等占地可能都要在几公里的范围内,这样大的范围如果都使用地面式三维激光扫描仪,耗时,耗力。因此在厂区外围等大面积的区域,拓普康移动测量系统发挥了重要作用。本次项目的内部设施由地面式三维激光扫描仪进行数据采集,外部数据由拓普康移动测量系统进行采集。

 

TOPCON移动测量系统在数字化工厂项目优势

采集速度快:

TOPCON移动测量系统,使用目前世界上最先进的激光扫描头,每秒扫描速度130万点/秒。在保证精度与密度的情况下,在高速高速公路上可以以不低于60-70km/h的速度进行快速的数据采集,在市内尤其是工厂内一般限速在30km/h左右,所以完全可以采集到详细精准的点云数据。做一个简单的对比,一个长宽两公里的厂区,如果使用地面式三维激光扫描仪可能需要一个月到两个月的时间,拓普康移动测量系统配置好各种参数,规划好路线后一天即可采集完毕。

 

点云截图

 

精度高:

针对于地面式三维激光扫描仪,从单站的精度上可能略低。但是由于地面式三维激光扫描仪拼接时存在误差传递,在几十站以后其误差就相当之大。拓普康移动测量系统采用GPS定位,误差可以均匀分配。即使针对高精度的测量行业也是可以达到其限差要求的.

点云截图

 

处理简单:

相对于市面上其他其他同类型产品,拓普康移动测量系统操作简单,处理方便,可以快速浏览数据,可以快速给点云添加彩色信息,可以快速生成通用的点云格式以便其他软件读取处理。

 

通过管理系统,可以快速的进行街景发布,直观简便,快速的展示我们采集区域的情况

扫描车全景照片

 

总结

本次项目后期如果有需要,还可以再通过无人机获取楼房顶部的数据。这样我们就获取了从室内到室外,从楼顶到地面,从点云到街景照片的,最真实,最详尽的数据,根据这些数据可以建立起真实的三维模型。

 

这些三维模型可以加入到相关的管理系统平台中,通过添加相关的传感器,使用者就可以远程查看厂房内每个位置的各项数据指标,同时也让使用者摆脱繁杂的二维图纸与简单的仪器仪表。拓普康三维测量系统将会在更多的领域,更多的行业为客户解决更多的问题。