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徕卡RTC360三维激光扫描仪在某石化工厂数字化中的应用

2019-10-18 热度:3071 ℃

  一、背景

  石化工厂的安全运维是一项重要工作。但是如果工厂工程资料保存不完整或者太过陈旧,不能反映厂区真实现状,就难以实现石化工厂的数字化管理。一般使用三维激光扫描仪完成工厂数字化可以获取厂区的精确点云,生成三维模型,提升运营效率,减低安全风险。

  而工厂内部一般结构复杂,内部空间狭小,管道设施密集,遮挡严重,通视条件差,面对这种条件,一些常见的扫描仪架站拼接困难,提高数据获取效率和保证作业的安全性尤为重要。

  徕卡RTC360三维激光扫描仪以其轻小便携、高速、精准、操作简单、智能拼接等优势助力石化工厂数字化管理运维。

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  图1 某工厂错综复杂的设施

  二、项目概况

  上海某高炉项目,作业平台约 30m*20m,共 20 层,约 60米高,每层平台外围有狭窄通道,拐弯较多,内部管线设施密集复杂,通视条件极差。原有设计模型和现状不符,为了工厂数字化,需要进行三维扫描。

  三、项目过程

  踏勘

  制定合理的设站方式、扫描路线和点云拼接方式。

  数据采集

  架设碳纤维三脚架,卡扣式安装扫描仪,自由设站。每站采用6mm@10m分辨率采集点云和HDR全景影像,开启 VIS 视觉追踪技术,无需摆放标靶,无需通视,实现自动拼接站点,大幅提高了采集效率。一站数据不到2min即可完成。

  换站采集,放稳即测,速度超快。13层作业平台共采集109站,共耗时4.5小时。

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  图2 RTC360正在采集数据

  三维激光扫描可全方位获取三维点云数据,无论是复杂的法兰还是立柱都能够清晰完整的获取。基于高精度高质量的点云数据,三维建模才能够更精细。

  数据导入与自动拼接

  VIS 视觉追踪技术搭配徕卡Register360软件的智能拼接功能实现了点云的全自动拼接,大大减少了拼接时间。为了进一步提高整体点云精度,拼接点云构成闭合环。

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  图3数据导入完即可实现自动拼接

  碰撞检测和模型更新

  根据原有设计模型和图纸创建工厂管线模型和平台相关模型。

  将模型和点云数据同时导入Navisworks,一键碰撞分析,检测出原有设计模型与真实点云模型有差异的位置,并依据点云的精准位置和尺寸信息进行模型修改调整,实现真实现状模型的工厂数字化。

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  图4 设计模型与点云对比检测

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  图 5 更新后的高精度工厂模型

  四、项目总结

  1,数据质量好:徕卡RTC360扫描仪以其优越的测角和测距精度确保了点云可靠性,超低的噪音确保了复杂设施的细节点云质量。

  2,作业效率高:徕卡RTC360扫描仪小巧轻便,无需对中整平,设站方便,无需标靶,单站采集时间短,可以自动拼接。相比常规扫描仪两天才能完成的工作,徕卡RTC360半天即可完成。

  3,简单、高度自动化:不仅是数据采集的操作简单,而且数据拼接自动化,大大降低了技术难度和劳动强度。

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