La technologie SLAM permet une topographie 3D précise du dégagement des ponts de la rivière Ganjiang

Le fleuve Ganjiang, fleuve nourricier du Jiangxi, porte la beauté poétique et la prospérité de l'ancienne région de Yuzhang, témoignant de la transformation de Nanchang d'une ville ancienne en une métropole moderne. Aujourd'hui, l'évolution rapide des technologies de topographie numérique, telles que les radars laser SLAM portables, a révélé un potentiel immense dans leur application à la topographie de navigation, offrant une grande efficacité, précision et des capacités de numérisation d'espace 3D sans contact.

Récemment, l'équipe technique de Tianbaonet a achevé avec succès une enquête de numérisation 3D des ponts traversant le fleuve Ganjiang dans la section de Nanchang, en utilisant le radar laser portable Lixel L2Pro combiné à un système de sondeur de profondeur multi-faisceaux à double tête dans une opération collaborative. Cette fois, nous avons permis à la technologie SLAM de "naviguer sur les vagues", fournissant des mesures précises de la hauteur libre de navigation pour des ponts emblématiques tels que le pont du Héros, le pont Bayi, le pont Ganjiang et le pont Tiehe, assurant la sécurité de la navigation des navires.

Le fleuve Ganjiang s'étend sur environ 766 kilomètres avec un bassin de 83 500 kilomètres carrés, ce qui en fait le plus grand fleuve du Jiangxi et un affluent important du fleuve Yangtze. Après l'achèvement du barrage de Nanchang sur le Ganjiang en 2024, le niveau d'eau bas se stabilisera autour de 15,5 mètres, permettant le passage de navires de 3 000 tonnes toute l'année, en faisant une véritable "voie navigable dorée". Le fleuve traverse la ville, se ramifie dans le lac, et est bordé de nombreux ponts traversant le fleuve. La mesure précise des points les plus bas de l'ouverture de navigation de chaque pont (la hauteur verticale de la surface de l'eau au fond du pont) est essentielle pour assurer le passage sûr des navires et éviter les collisions avec les ponts.

La topographie de navigation est une tâche fondamentale et stratégique pour traiter les incertitudes de navigation et assurer la sécurité du trafic fluvial. Les méthodes traditionnelles reposent sur des escalades manuelles de ponts, des mesures de hauteurs à la corde et des sondages de profondeur ponctuels, qui sont non seulement inefficaces et imprécises, mais présentent également des risques pour la sécurité en raison de l'implication de personnes travaillant dans l'eau et en hauteur. La faiblesse du signal GPS dans les ouvertures de ponts et les zones peu profondes complique davantage la topographie traditionnelle. Ce projet a couvert quatre ponts traversant le fleuve Ganjiang à Nanchang, dans le but d'obtenir des données précises sur la hauteur libre de navigation pour des opérations de navigation sûres.

Compte tenu du réseau dense de ponts, des conditions d'eau complexes et des zones de signal GNSS faible le long du fleuve Ganjiang à Nanchang, l'équipe technique de Tianbaonet a employé une solution collaborative du radar laser portable Lixel L2Pro et d'un système de sondeur de profondeur multi-faisceaux à double tête pour les levés terrestres et aquatiques. Le Lixel L2Pro a été utilisé pour collecter des nuages de points 3D des zones proches du rivage, des eaux peu profondes, des ouvertures de ponts et des fonds de ponts, tandis que le sondeur de profondeur multi-faisceaux a été déployé sous l'eau pour obtenir une couverture de levé complète et intégrée.

L'appareil de topographie principal pour ce projet était le scanner radar laser portable Lixel L2Pro, conçu pour les environnements aquatiques complexes et les scénarios de signal faible. Il présente quatre avantages principaux :

• Précision de niveau centimétrique + Forte résistance aux signaux faibles: En intégrant plusieurs capteurs avec l'algorithme Multi-SLAM, il peut continuer à acquérir des coordonnées absolues même dans des scénarios de perte de signal GNSS ou de couverture faible.
• Cartographie en temps réel + Densité de nuages de millions de points: Le balayage unique peut générer une densité de nuages de points allant jusqu'à 1 million de points par mètre carré, et la collecte à haute fréquence permet la transmission en temps réel de nuages de points en couleur vraie avec des coordonnées absolues qui peuvent être vérifiées sur site.
• Léger et facile à utiliser: La conception légère permet une opération par une seule personne sans avoir besoin d'équipement volumineux ou d'une configuration complexe. Une seule personne peut scanner plusieurs ponts en une journée.
• Sécurité améliorée pour les opérations en bateau: Pour faire face aux risques liés au travail à l'avant du bateau, le système est équipé d'un support de bateau spécial et d'une ventouse électrique intelligente. L'état de la ventouse est surveillé en temps réel avec des alarmes anormales. Le scanner est monté à l'avant, alimenté extérieurement et opéré depuis le cockpit, assurant des opérations sûres sans exposer le personnel au risque, même lors de levés de navigation longs et prolongés.

Schéma d'opération en bateau

• Topographie composite: La combinaison du scanner portable Lixel L2Pro sur le bateau et du sondeur de profondeur multi-faisceaux sous l'eau permet une collecte de données synchronisée sur l'eau et la terre, intégrant les données de manière transparente.
• Sécurité et efficacité: La mesure sans contact évite les risques liés à l'escalade de ponts, au travail dans l'eau ou en hauteur. L'efficacité est améliorée de plus de 5 fois par rapport aux méthodes traditionnelles, une seule personne effectuant plusieurs scans de ponts par jour.
• Précision et fiabilité: Le système est équipé d'un système RTK de qualité topographique, qui garantit que les données de nuages de points incluent des coordonnées absolues, répondant aux normes de la topographie de navigation.
• Couverture à angle complet: Avec une densité de nuages de points de 1 million de points, il capture avec précision les structures complexes des dessous de ponts, du terrain riverain et des détails de la section transversale de navigation, fournissant une représentation 3D complète du pont.

• Collecte de données sur le terrain: Le Lixel L2Pro est utilisé pour scanner les sections transversales de navigation des ponts depuis le bateau, capturant simultanément des nuages de points des dessous de ponts, des piles et des zones proches du rivage. Le RTK est utilisé pour obtenir des coordonnées précises, tandis que le sondeur de profondeur multi-faisceaux collecte des données de terrain sous-marines.
• Post-traitement et contrôle qualité: Les nuages de points sont enregistrés, débruités, recadrés et assemblés pour générer des modèles de nuages de points 3D en couleur vraie de haute précision.
• Cartographie des livrables: Les données sont traitées sur des plateformes TRW et CAO pour extraire les caractéristiques, vectoriser et générer des vues en élévation, en plan et en coupe des ponts, créant une réplique 1:1 de la structure du pont.
• Contrôle de précision: En utilisant les coordonnées nationales 2000 collectées par RTK lors du balayage, les données sont transformées dans le système de coordonnées local de Nanchang et alignées avec les repères d'altitude locaux, répondant aux exigences de la topographie des ponts de navigation, de l'inspection structurelle et de la refonte.

Lors de la topographie de navigation des ponts sur le fleuve Ganjiang, des données de nuages de points 3D ont été collectées avec succès pour le pont du Héros, le pont Bayi, le pont Ganjiang et le pont Tiehe. Des dessins d'élévation pour chaque pont ont également été produits. Ces résultats fournissent non seulement des données précises pour mesurer les hauteurs libres de navigation, mais servent également de références précieuses pour les futures inspections structurelles et les refontes.

Modèles de nuages de points des ponts :

Pont Bayi

Pont Ganjiang

Pont du Héros

Pont Tiehe

Dessins d'élévation des ponts :

Pont Tiehe importé dans CAO avec vue de face

mode de rendu d'intensité pour créer un dessin d'élévation

Dessin d'élévation 1:1

Technologie SLAM dans la navigation fluviale : une innovation légère, hautement efficace et de haute précision

L'application de la technologie Multi-SLAM dans la topographie de navigation fluviale est une pratique révolutionnaire qui permet une topographie légère, efficace et de haute précision. Avec le positionnement absolu RTK et une précision de nuages de points de niveau centimétrique, la topographie des ponts de navigation est passée de "l'estimation ponctuelle" à la "perception de précision 3D complète". Cela fournit une base numérique solide pour la navigation intelligente, le passage sûr et la gestion du cycle de vie des ponts.

Du fleuve Ganjiang poétique avec son "coucher de soleil et oie sauvage solitaire volant ensemble" au "jumeau numérique" de voie navigable intelligente, Tianbaonet continue d'utiliser la technologie SLAM pour créer des cartes numériques 3D de haute précision pour les ponts traversant le fleuve. À l'avenir, nous continuerons à être à la pointe de la technologie de topographie, en offrant des solutions 3D légères et de haute précision pour davantage de projets de conservation de l'eau, de transport et municipaux.