北科天绘U-Arm1500三维激光扫描仪矿山应用解决方案

U-Arm1500三维激光扫描仪矿山应用解决方案

矿山测量是指在矿场建设和采矿过程中进行的测绘工作，比如矿区及井下施工测量和竣工验收测量，变形监测等，可为矿山安全开采提供重要参考资料。三维激光扫描仪作为新一代测绘利器，可以快速获取空间三维信息，用于测量场景三维重建，快速生成数字高程模型、等高线、横断面线等成果。三维激光扫描仪还可以通过与相机集成，生成带有颜色信息的空间三维点云数据，直观、精确的对矿体变化进行监测。

U-Arm1500地面三维激光扫扫描仪是北科天绘公司自主研发生产，面向大地测量和工程测绘的大测程脉冲式激光扫描仪产品，对光照、目标反射和粗糙度等环境条件适应能力强，测量距离远，非常适合于大型矿山测绘监测工作。

U-Arm1500三维激光扫描仪

一、系统特点

超长的测距，最大测距可达3000m

广阔的扫描视场，视场角为300°（垂直）×360°（水平）

超高的数据采集效率，最大点频300KHz

轻巧的设备，仅重9KG

具有多种连接端口（LAN,WLAN,USB 2.0），操作简单

内置数码相机，具有外置相机挂点，可搭载高像素数码相机，还原点云真实颜色

设备本身具有数据存储能力，内置64G U盘

可以适应复杂环境测量（包括高温工业环境）的能力

二、设备性能指标

设备型号UA-1500

最小测距（m）10

最大测距（m）ρ≥18% 1500 ρ≥60% 3000

最大脉冲频率（kHz）300 激光等级Class I 回波模式多回波

扫描视场（°）360*300

扫描线频1800(RPM)

转台速度（°/s）0.1～15

水平测角分辨率（°）0.001

垂直测角分辨率（°）0.001

测距精度（mm）5～8 @100m

系统重量（kg）～9

工作温度（℃）-20～55

三、U-Arm矿山测量系统

U-Arm三维激光扫描仪在常规矿山测量中主要应用在矿山地形测绘、采空区测量及煤堆体积测量等方面，U-Arm通过采集矿区点云数据，并结合专业点云后处理软件，可为矿山测量提供完整的解决方案。U-Arm矿山测量解决方案系统组成为：

（1）硬件构成：

三维激光扫描仪（内置电池与U盘）控制端三脚架

标靶球外置高分辨率相机

（2）软件构成

控制软件及与预处理软件（UIUA）

四、U-Arm矿山测量系统工作流程

以矿山地形测绘为例，U-Arm三维激光扫描仪矿山测量系统工作流程如下：

U-Arm1500最远测程可达3000m ，一个大型矿区仅需布设几站就可以扫描完成，点云与

影像的采集一站仅需5分钟左右。测量过程中无需布设靶标，无需人工选点，通过后期点云数据处理软件JRC 3D Reconstructor, 便可以根据重叠区域将多站点云数据实现自动拼接，得到完整矿区点云数据，进而生成测区表面模型，计算矿区体积、填挖方量等。通过对不同时期的同一矿区进行扫描，可以确定矿山体积变化，用于矿山运维管理。

技术方案编写、现场勘查

作业准备

数据采集

数据预处理

设备连接、点云与影像采集、设备搬站

点云解算、点云配准、点云影像融合（UIUA 软件）

生成矿山表面模

型、提取等高线等（JRC 软件）

数据后处理

三维成果分析

矿量计算、变化分析等

利用配准后的点云数据生成矿山表面模型，并根据矿山模型计算矿山体积，生成体积报告：

矿山表面模型

另外利用U-Arm三维激光扫描仪在井下进行扫描作业，完成井下巷道模型的建立，能够实现井下开采管理。通过井下点云模型后处理生成巷道横断面线划图，将作为重要数据提供给煤矿安全生产部门，实现巷道的变形监测，巷道应力分析。利用JRC 3D Reconstructor 软件可以按照给定的切片间距和切片数量得到用户所需密度的横截面线，并可保存为.dxf格式，可在Autocad软件中进一步编辑处理。

横断面线生成

横断面线效果图