三维激光扫描技术为“新计量”开路

  • 时间: 2014-05-23 17:19:18
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3-5分钟完成油罐设站、全景数据扫描,半天完成内外业处理,即可清晰展现三维立体油罐内外计量及位置信息,测量精度最高达2mm520日是“世界计量日”,当天“2013年中国计量测试学会科学技术进步奖表彰大会暨2014年计量测试科技成果推介会”在北京国际会议中心隆重召开。作为3D测量解决方案提供商,天元集思携Focus3D地面三维激光扫描仪、Handyscan手持激光扫描仪等高端测量仪器亮相会场,为进一步促进计量测试科技成果的转化和应用提供了成熟的方案和经验。

作为加油站计量和储存液体的计量器具,卧式罐容量计量的精确与否又直接决定了能源企业能否进行完善的库存管理和进销存封闭控制。传统的油罐容积计量标定方法通常包括围尺法、光学垂准线法、光学三角法、内部/外部电子测距法(EDM)等。这些方法大都存在耗时、费用大、劳动密集型、影响环境、需要估算、需通过注水作底量测量、容易产生误差,并且测量所的数据不能用于罐体形变分析及其他应用等弊端。

观众现场体验Focus3D X330地面三维激光扫描仪操作

而相对于传统工程测绘技术手段,三维激光扫描技术能够实现在三维空间内精确描述设施对象位置、形态与体积等信息,在完整性、丰富性、作业效率、精度、空间关系方面均优于传统测绘手段。以围尺法为例,其完成所有测量程序可能需要13天;而如果使用Focus3D三维激光扫描仪将扫描对象转化为数字模型,只需数分钟即可产生复杂环境和几何结构的详细三维图像。每个贮存罐的测定也只需一两个小时,且所有数据分析均在当天完成,可大大提高技术人员的工作效率和工作质量,降低成本和风险。

据悉,该激光扫描仪是用于复杂测量和建档的高速三维扫描仪,具有小巧、轻便、用户友好等特点。它采用激光技术,内置7000万像素相机,扫描速度97.6万点/秒,最大距离有330米,最终的图像是由数百万彩色点的点云组成,可用来对现有环境进行数字化再现,极大地缩短了现场测量时间,从而提高了生产效率。

天元集思作《三维激光扫描技术在油罐计量中的应用》报告

当前,三维激光扫描技术正在进入我国石油石化等能源应用领域,为容积测算、设备维护、储用量监测等提供了高效的技术手段。三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,是上世纪九十年代中期出现的一项高新测量技术,目前已广泛应用于建筑、汽车、地形勘探等行业。它改变了传统的单点测量方法,能够在地面利用激光扫描装置自动、非接触、系统地高密度高精度快速直接地获取各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准等实体或实景对象表面三维坐标点云数据,实现全空间范围的数字化扫描,真实、精确地表达目标物体表面的三维空间体积结构特征,快速建立结构复杂、不规则的场景,并辅助实现测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等。

面向高精度逆向三维建模及重构开发,是该技术的最大特点。众所周知,传统测绘技术主要是单点精确测量,但建模工作需要少则几万个、多则几百万以上的大量测绘点采集,才能将目标结构的完整属性描述清楚,完整搬到电脑中来。所以,三维激光扫描技术这类全自动高精度传感立体扫描技术的出现,成功解决了上述难题。尤其是通过三维扫描仪对石化能源容量进行计算,还能提供储存罐现状等更多信息用于监控贮存罐形变,对以后进行完善的库存管理和进销存封闭控制也非常方便

伴随着现代工业的发展,计量已经从古代的度量衡发展到可为人们生产生活的各个领域服务的新技术,成为促进科技进步、推动经济社会发展和保障国防安全的重要技术支撑。近两年,天元集思基于三维激光扫描技术、点云数据与工程设计软件相结合开展的“正、逆向建模”方法应用实践,形成了集合Focus3D地面三维激光扫描仪、Handyscan手持激光扫描仪、室内移动测量系统、三坐标测量仪器以及包含软件的“一揽子 ”解决方案,具备了为能源设施量测、生产设施工程数字化等提供完整方案的能力,解决了众多传统计量难题,也在努力为计量科技发展开辟全新的应用方向。