地下電纜是一個(gè)城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它不僅具有規(guī)模大、范圍廣、空間分布復(fù)雜等特點(diǎn)，更重要的是它還承擔(dān)著信息傳輸、能源輸送等與人們生活息息相關(guān)的重要功能，也是一個(gè)城市賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。

01、項(xiàng)目概述

本次項(xiàng)目是對(duì)某區(qū)域2公里左右的電力管廊進(jìn)行三維掃描測(cè)量，為后期引進(jìn)“智慧電纜可視化輸送控制系統(tǒng)”的建設(shè)提供高精度的三維模型數(shù)據(jù)。滬敖3D通過(guò)采用Trimble X12三維激光掃描儀獲取電力管廊的三維數(shù)據(jù)，生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)，完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的整理和優(yōu)化工作，得到精準(zhǔn)、清晰的掃描測(cè)量點(diǎn)云模型數(shù)據(jù)，為客戶(hù)后期實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡視系統(tǒng)的路徑規(guī)劃和定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主導(dǎo)航提供了有效數(shù)據(jù)支持和決策支持，為“智慧電纜可視化輸送控制系統(tǒng)”的建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障。

02、需求痛點(diǎn)

01掃描現(xiàn)場(chǎng)光源問(wèn)題:由于電力管廊為地下封閉結(jié)構(gòu)，且現(xiàn)場(chǎng)尚未接通照明，因此現(xiàn)場(chǎng)屬于全黑暗場(chǎng)景，且無(wú)任何信號(hào)，無(wú)法使用常規(guī)設(shè)備來(lái)進(jìn)行三維數(shù)行據(jù)的獲取；

02隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜:電力管廊內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且重復(fù)場(chǎng)景較多，SLAM移動(dòng)掃描沒(méi)有辦法獲取連續(xù)數(shù)據(jù)；

03電力管廊空間狹窄:電力管廊內(nèi)部空間比預(yù)想的更加狹窄，通道部分的位置寬度不足1米，搬站不方便，掃描遮擋比較嚴(yán)重，需要以更高的架站密度架站；

04隧道單方向延伸:電力管廊沿著一個(gè)方向，點(diǎn)云重疊率較低，配準(zhǔn)時(shí)容易產(chǎn)生累積誤差；

05掃描任務(wù)時(shí)間緊迫:掃描時(shí)間比較緊迫，需要在一天內(nèi)完成整條電力管廊的掃描工作；

03、解決方案

針對(duì)此次項(xiàng)目，我們從“外業(yè)數(shù)據(jù)采集”和“內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理”兩個(gè)階段展開(kāi)進(jìn)行。“外業(yè)數(shù)據(jù)采集”階段使用Trimble X12三維激光掃描儀對(duì)電力管廊進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，掃描速度高達(dá)到218.7萬(wàn)點(diǎn)/秒；“內(nèi)頁(yè)數(shù)據(jù)處理”階段，將獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入相應(yīng)的處理軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的整理和優(yōu)化工作。

3.1外業(yè)數(shù)據(jù)采集

掃描設(shè)備：因項(xiàng)目方要求最終提交點(diǎn)云和全景照片數(shù)據(jù)，但在電力管廊的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，不存在任何自然光源，所以需要選擇自帶補(bǔ)光燈的三維掃描設(shè)備采集全景照片，因此，我們?cè)谶M(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)使用了Trimble X12三維激光掃描儀。

Trimble X12三維激光掃描儀黑暗環(huán)境中掃描

Trimble Perspective

為什么選擇Trimble X12三維激光掃描？

1.所有架站式掃描儀中最高精度：單站精度≤1 mm；

2.所有架站式掃描儀中最好數(shù)據(jù)質(zhì)量：10m處噪聲0.2mm；

3.所有架站式掃描儀中最快速度：218.7萬(wàn)點(diǎn)/秒恒定掃描速度；

4.所有相位式掃描儀中最大測(cè)程：最大測(cè)程365m；

5.所有架站式掃描儀中最小最短測(cè)程：最小測(cè)程0.3m狹小空間更易施展；

6.所有架站式掃描儀中最大視場(chǎng)角：視場(chǎng)角360°x 320°“燈下黑”面積更小；

7.可自定義區(qū)域掃描對(duì)重點(diǎn)區(qū)域改變掃描分辨率，單獨(dú)進(jìn)行掃描，高密度掃描特定區(qū)域，大量節(jié)約掃描時(shí)間；

8.軍標(biāo)三防平板標(biāo)配Trimble Perspective現(xiàn)場(chǎng)軟件，一鍵式、簡(jiǎn)明現(xiàn)場(chǎng)工作流程，實(shí)時(shí)清晰地查看三維點(diǎn)云和圖像，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平差精化和導(dǎo)出整體點(diǎn)云與報(bào)告；

9.自帶閃光燈及HDR成像，無(wú)視差相機(jī)、著色最準(zhǔn)確，8000萬(wàn)像素，全景畫(huà)質(zhì)更優(yōu)良、逼真，所有架站式掃描儀中唯一自帶閃光燈的掃描設(shè)備，可以在黑暗的環(huán)境中獲取清晰的照片，曝光達(dá)11次的HDR、無(wú)視差相機(jī)帶來(lái)準(zhǔn)確而又高質(zhì)量的彩色點(diǎn)云，SmartLight 智能曝光，實(shí)現(xiàn)在全黑環(huán)境中拍照。

隧道掃描：由于隧道內(nèi)沒(méi)有信號(hào)，作業(yè)時(shí)無(wú)法分辨方向，通過(guò)墻上的編號(hào)確認(rèn)前進(jìn)方向和起止點(diǎn)。各站之間使用靶球拼接提高整體精度，開(kāi)啟拍照補(bǔ)光燈（快速模式）架站掃描并拍攝全景照片。

因項(xiàng)目不便展示數(shù)據(jù)，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

3.2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

鑒于隧道內(nèi)部環(huán)境重復(fù)性較高且空間相對(duì)狹窄，本項(xiàng)目采用了掃描靶球的方法以實(shí)現(xiàn)各測(cè)站點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高精度配準(zhǔn)。具體操作流程為：在每測(cè)站的前后位置分別布置靶球，以此作為本站點(diǎn)云與相鄰前后站點(diǎn)云拼接配準(zhǔn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。在完成配準(zhǔn)后，我們進(jìn)行了嚴(yán)格的精度檢查，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量符合要求，最終輸出為.e57格式的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

因項(xiàng)目不便展示數(shù)據(jù)，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)配準(zhǔn)：在現(xiàn)場(chǎng)掃描作業(yè)中，由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重疊圖不足，因此無(wú)法利用平板設(shè)備實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的即時(shí)拼接。鑒于此，滬敖3D工程師在掃描作業(yè)完成后進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接工作。拼接過(guò)程中，工程師采用了自提目標(biāo)配準(zhǔn)技術(shù)，通過(guò)自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精確對(duì)齊。

04.項(xiàng)目成果

E57格式點(diǎn)云數(shù)據(jù)和彩色全景照片：本次項(xiàng)目實(shí)施中，滬敖3D的工程師通過(guò)掃描得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)，完成了對(duì)電力管廊高清彩色全景照片的輸出。

點(diǎn)云數(shù)據(jù)

05.項(xiàng)目小結(jié)

Trimble X12用于隧道掃描優(yōu)勢(shì)

（1）高精度和高效率：Trimble X12能夠達(dá)到毫米級(jí)甚至更高的精度，解決高難項(xiàng)目的鑰匙，能夠快速獲取隧道的高精度三維數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)采集的精度和效率；

（2）無(wú)與倫比的圖像采集：Trimble X12三維掃描儀不受光線(xiàn)條件限制，能夠在黑暗中掃描彩色點(diǎn)云，無(wú)需攜帶燈光，設(shè)備自帶曝光燈；

（3）卓越的數(shù)據(jù)質(zhì)量：極其清晰、純凈的數(shù)據(jù)，達(dá)到亞毫米級(jí)的拼接誤差；

（4）卓越的測(cè)距和速度：0.3米的短距離掃描，使狹窄空間掃描成為可能；掃描速度快，讓用戶(hù)短周期內(nèi)完成掃描；

（5）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)直觀而強(qiáng)大：Trimble Perspective通過(guò)自動(dòng)掃描配準(zhǔn)和完整的3D可視性來(lái)提供無(wú)與倫比的外業(yè)清晰度，以實(shí)時(shí)驗(yàn)證數(shù)據(jù)；

Trimble X12三維掃描儀在多領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用

Trimble X12三維掃描儀在多領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用：

在數(shù)字化電力管廊建設(shè)中，先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備是提升作業(yè)準(zhǔn)確性和高效性的核心，Trimble X12三維激光掃描儀憑借其高分辨率、精確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，敏銳、清晰的圖像采集，無(wú)與倫比的易用性，在環(huán)境苛刻的電力管廊掃描項(xiàng)目中發(fā)揮著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。并且，Trimble X12三維激光掃描儀因其卓越的性能和多功能性，在以下多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用：

（1）地形和常規(guī)測(cè)繪

對(duì)于土地業(yè)權(quán)測(cè)量、建筑物、道路、十字路口、場(chǎng)地改進(jìn)、侵占元素和復(fù)雜結(jié)構(gòu)，Trimble X12 能夠快速捕獲其要素。

（2）民用基建

用戶(hù)可以從安全距離操作，對(duì)橋梁、隧道、大壩和其它民用基建的圖紙或模型創(chuàng)建竣工文檔，同時(shí)區(qū)域掃描功能還可提供所關(guān)心區(qū)域的高分辨率數(shù)據(jù)。

（3）工業(yè)測(cè)繪

對(duì)于復(fù)雜性工業(yè)設(shè)施的建模和改造設(shè)計(jì)，用戶(hù)可以用 Trimble X12 創(chuàng)建準(zhǔn)確的竣工資料。

（4）現(xiàn)場(chǎng)取證

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)取證應(yīng)用，使用 Trimble X12 的高速掃描和成像功能，可以捕獲犯罪現(xiàn)場(chǎng)和車(chē)輛事故的信息，并能夠最大程度地減少道路關(guān)閉，即使是在極端天氣條件下。

（5）文化遺產(chǎn)

Trimble X12 能夠幫助用戶(hù)制定修復(fù)還原工作計(jì)劃，或只是記錄歷史資料。

（6）數(shù)字孿生

Trimble X12 能夠安全有效地創(chuàng)建竣工模型用于掃描到BIM和進(jìn)行翻新，并為適應(yīng)性再利用、建筑物擴(kuò)建以及立面和高程檢查提供清晰的資料。

（7）儲(chǔ)罐標(biāo)定和檢查

使用 Trimble X12 可以快速安全地產(chǎn)生準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，用于精確儲(chǔ)罐分析，節(jié)省時(shí)間和資金。

（8）造船測(cè)量

無(wú)論船只是在港口還是在干船塢，Trimble X12 都是理想的掃描儀，能夠?yàn)樾率┕ぁ⒃O(shè)施翻新和優(yōu)化創(chuàng)建竣工資料。

Trimble X12的應(yīng)用不僅限于上述行業(yè)，其靈活性和高效性使其成為多個(gè)領(lǐng)域中理想的工具，特別是在需要高精度和高分辨率三維數(shù)據(jù)的場(chǎng)景中。

三維掃描技術(shù)推動(dòng)智慧電網(wǎng)建設(shè)

隨著科技的進(jìn)步，電網(wǎng)建設(shè)正朝著科技化、智能化和可持續(xù)方向發(fā)展，三維掃描技術(shù)憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在智慧電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它引領(lǐng)著電力系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型。

高精度測(cè)量：三維掃描技術(shù)能夠提供毫米級(jí)的測(cè)量精度，這對(duì)于電力設(shè)施的精確布局和管理至關(guān)重要；

快速數(shù)據(jù)采集：三維掃描儀能夠在短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集，大大縮短了電力設(shè)施三維建模的時(shí)間；

全面覆蓋：三維掃描技術(shù)能夠覆蓋電力設(shè)施內(nèi)的所有設(shè)備和結(jié)構(gòu)物，包括復(fù)雜的地形和難以到達(dá)的區(qū)域；

數(shù)字化可視化管理：三維模型可以集成到數(shù)字化管理平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施的數(shù)字化管理；直觀的可視化展示效果，有助于運(yùn)維人員更好地理解電力設(shè)施的布局和設(shè)備分布；

提高巡檢效率和安全性：利用三維掃描技術(shù)可以快速獲取電站設(shè)備的精確三維模型，進(jìn)而進(jìn)行全面的巡檢分析，提高巡檢效率和安全性。

【滬敖3D】是一家致力于三維數(shù)字化行業(yè)解決方案的技術(shù)型企業(yè)，擁有豐富的三維項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，公司以行業(yè)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為客戶(hù)提供三維數(shù)字化采集、三維數(shù)據(jù)處理、三維數(shù)據(jù)管理等一系列應(yīng)用服務(wù)。目前主要服務(wù)于制造業(yè)（汽車(chē)、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機(jī)械）、建筑業(yè)（建筑設(shè)計(jì)、施工、裝修等）、文化遺產(chǎn)（博物館、古建筑、考古等）、數(shù)字化工廠(chǎng)、警用公共安全、影視制作、教育等行業(yè)。提供質(zhì)量檢測(cè)、三維建模、逆向工程、數(shù)字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測(cè)繪、形變監(jiān)測(cè)、3D打印等技術(shù)方案。