SLAM-Technologie ermöglicht eine präzise 3D-Vermessung der Brückenfreiheit des Ganjiang River

Der Ganjiang, der Mutterfluss von Jiangxi, trägt die poetische Schönheit und den Wohlstand der alten Region Yuzhang und zeugt von Nanchangs Verwandlung von einer antiken Stadt zu einer modernen Metropole. Heute hat die rasante Entwicklung digitaler Vermessungstechnologien, wie z. B. handgeführter SLAM-Laser-Radare, ein immenses Potenzial für ihre Anwendung in der Navigationsvermessung aufgedeckt und bietet hohe Effizienz, Präzision und berührungslose 3D-Raumabtastfähigkeiten.

Kürzlich hat das technische Team von Tianbaonet eine 3D-Scanvermessung der Flussübergangsbrücken im Abschnitt Nanchang des Ganjiang erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde das handgeführte Lixel L2Pro-Laser-Radar in Kombination mit einem Dual-Head-Multi-Beam-Echolotsystem in einer kooperativen Operation eingesetzt. Diesmal ließen wir die SLAM-Technologie "durch die Wellen segeln" und lieferten präzise Messungen der Navigationslichträume für ikonische Brücken wie die Heldenbrücke, die Bayi-Brücke, die Ganjiang-Brücke und die Tiehe-Brücke, um die Sicherheit der Schifffahrt zu gewährleisten.

Der Ganjiang erstreckt sich über etwa 766 Kilometer mit einem Einzugsgebiet von 83.500 Quadratkilometern und ist damit der größte Fluss in Jiangxi und ein wichtiger Nebenfluss des Jangtsekiang. Nach der Fertigstellung des Ganjiang Nanchang Hubs im Jahr 2024 wird der niedrige Wasserstand bei etwa 15,5 Metern stabilisiert, was die ganzjährige Durchfahrt von 3.000-Tonnen-Schiffen ermöglicht und ihn zu einer echten "goldenen Wasserstraße" macht. Der Fluss fließt durch die Stadt, verzweigt sich in den See und ist von zahlreichen Flussübergangsbrücken gesäumt. Die präzise Messung der niedrigsten Punkte der Navigationsöffnungen jeder Brücke (die vertikale Höhe von der Wasseroberfläche bis zur Unterseite der Brücke) ist unerlässlich, um eine sichere Schifffahrt zu gewährleisten und Brückenanprall zu vermeiden.

Die Navigationsvermessung ist eine grundlegende und strategische Aufgabe, um Unsicherheiten in der Navigation zu begegnen und die Sicherheit des Wasserstraßenverkehrs zu gewährleisten. Traditionelle Methoden beruhen auf manuellen Brückenaufstiegen, Seilmessungen von Höhen und Einzelpunkt-Tiefenlotungen, die nicht nur ineffizient und unpräzise sind, sondern auch Sicherheitsrisiken bergen, da Menschen im Wasser und in der Höhe arbeiten. Die schwache GPS-Signalstärke in Brückenöffnungen und flachen Bereichen erschwert die traditionelle Vermessung zusätzlich. Dieses Projekt umfasste vier zentrale Flussübergangsbrücken entlang des Ganjiang in Nanchang mit dem Ziel, präzise Daten über die Navigationslichträume für einen sicheren Schiffsbetrieb zu erhalten.

Angesichts des dichten Brückennetzes, der komplexen Wasserbedingungen und der Bereiche mit schwachem GNSS-Signal entlang des Ganjiang in Nanchang setzte das technische Team von Tianbaonet eine kollaborative Lösung aus dem handgeführten Lixel L2Pro-Laser-Radar und einem Dual-Head-Multi-Beam-Echolotsystem für Land- und Wasservermessungen ein. Das Lixel L2Pro wurde zur Erfassung von 3D-Punktwolken von Uferbereichen, flachem Wasser, Brückenöffnungen und Brückenunterseiten verwendet, während das Multi-Beam-Echolot unter Wasser eingesetzt wurde, um eine umfassende, integrierte Vermessungsabdeckung zu erzielen.

Das zentrale Vermessungsgerät für dieses Projekt war der handgeführte Lixel L2Pro-Laser-Radar-Scanner, der für komplexe Wasserumgebungen und Szenarien mit schwachen Signalen konzipiert ist. Er verfügt über vier Kernvorteile:

• Zentimetergenauigkeit + Starke Resistenz gegen schwache Signale: Durch die Integration mehrerer Sensoren mit dem Multi-SLAM-Algorithmus kann es auch in GNSS-Signalverlust- oder schwachen Abdeckungsszenarien weiterhin absolute Koordinaten erfassen.
• Echtzeit-Kartierung + Millionenfache Punktwolkendichte: Ein einzelner Scan kann eine Punktwolkendichte von bis zu 1 Million Punkten pro Quadratmeter erzeugen, und die Hochfrequenzsammlung ermöglicht die Echtzeitübertragung von Echtfarben-Punktwolken mit absoluten Koordinaten, die vor Ort verifiziert werden können.
• Leicht und einfach zu bedienen: Das leichte Design ermöglicht den Betrieb durch eine einzelne Person ohne die Notwendigkeit großer Geräte oder komplexer Aufbauten. Eine einzelne Person kann an einem Tag mehrere Brücken scannen.
• Verbesserte Sicherheit für Bootsoperationen: Um die Risiken bei Arbeiten am Bug des Bootes zu minimieren, ist das System mit einer speziellen Bootsbefestigung und einer intelligenten elektrischen Saugnapf ausgestattet. Der Status des Saugnapfes wird in Echtzeit mit abnormalen Alarmen überwacht. Der Scanner ist am Bug montiert, extern mit Strom versorgt und vom Cockpit aus bedient, was einen sicheren Betrieb gewährleistet, ohne Personal zu gefährden, selbst bei langen, ausgedehnten Navigationsvermessungen.

Diagramm der Bootsoperation

• Verbundvermessung: Die Kombination des handgeführten Lixel L2Pro-Scanners auf dem Boot und des Multi-Beam-Echolots unter Wasser ermöglicht die synchronisierte Erfassung von Wasser- und Landdaten und die nahtlose Integration der Daten.
• Sicherheit und Effizienz: Die berührungslose Messung vermeidet Risiken im Zusammenhang mit Brückenaufstiegen, Arbeiten im Wasser oder in der Höhe. Die Effizienz wird im Vergleich zu traditionellen Methoden um mehr als das Fünffache gesteigert, wobei eine einzelne Person an einem Tag mehrere Brückenscans durchführt.
• Präzision und Zuverlässigkeit: Das System ist mit einem Vermessungs-RTK-System ausgestattet, das sicherstellt, dass die Punktwolkendaten absolute Koordinaten enthalten und den Standards für die Navigationsvermessung entsprechen.
• Vollwinkelabdeckung: Mit einer Punktwolkendichte von 1 Million Punkten erfasst es präzise die komplexen Strukturen von Brückenunterseiten, Ufergelände und Navigationsquerschnittsdetails und liefert eine vollständige 3D-Darstellung der Brücke.

• Erfassung von Felddaten: Das Lixel L2Pro wird verwendet, um die Brückennavigationsquerschnitte vom Boot aus zu scannen und gleichzeitig Punktwolken von Brückenunterseiten, Pfeilern und Uferbereichen zu erfassen. RTK wird zur Erzielung präziser Koordinaten verwendet, während das Multi-Beam-Echolot Unterwasser-Geländedaten sammelt.
• Nachbearbeitung und Qualitätskontrolle: Punktwolken werden registriert, entrauscht, zugeschnitten und zusammengefügt, um hochpräzise Echtfarben-3D-Punktwolkemodelle zu erstellen.
• Lieferung von Kartierungen: Die Daten werden auf TRW- und CAD-Plattformen verarbeitet, um Merkmale zu extrahieren, zu vektorisieren und Brückenhöhen-, Grund- und Querschnittsansichten zu erstellen, wodurch eine 1:1-Replik der Brückenstruktur entsteht.
• Präzisionskontrolle: Unter Verwendung von mit RTK gesammelten nationalen 2000-Koordinaten während des Scannens werden die Daten in das lokale Koordinatensystem von Nanchang umgewandelt und mit lokalen Höhenbezugspunkten abgeglichen, um die Anforderungen für die Navigationsbrückenvermessung, die strukturelle Inspektion und die Neugestaltung zu erfüllen.

Während der Ganjiang-Flussvermessung der Brücken wurden erfolgreich 3D-Punktwolkendaten für die Heldenbrücke, die Bayi-Brücke, die Ganjiang-Brücke und die Tiehe-Brücke gesammelt. Außerdem wurden Höhenzeichnungen für jede Brücke erstellt. Diese Ergebnisse liefern nicht nur genaue Daten zur Messung der Navigationslichtraumhöhen, sondern dienen auch als wertvolle Referenz für zukünftige strukturelle Inspektionen und Neugestaltungen.

Brücken-Punktwolkemodelle:

Bayi-Brücke

Ganjiang-Brücke

Heldenbrücke

Tiehe-Brücke

Brücken-Höhenzeichnungen:

Tiehe-Brücke in CAD importiert mit Frontansicht-Umschaltung

Intensitäts-Rendering-Modus zur Erstellung der Höhenzeichnung

1:1 Höhenzeichnung

SLAM-Technologie in der Flussnavigation: Eine leichte, hocheffiziente und hochpräzise Innovation

Die Anwendung der Multi-SLAM-Technologie in der Flussnavigationsvermessung ist eine revolutionäre Praxis, die eine leichte, effiziente und hochpräzise Vermessung ermöglicht. Mit RTK-Absolutpositionierung und zentimetergenauer Punktwolkengenauigkeit hat sich die Navigationsbrückenvermessung von der "Einzelpunkt-Schätzung" zur "umfassenden 3D-Präzisionswahrnehmung" entwickelt. Dies bildet eine solide digitale Grundlage für intelligente Navigation, sichere Passage und das Lebenszyklusmanagement von Brücken.

Vom poetischen Ganjiang mit seinem "untergehenden Sonnenlicht und der einsamen Wildgans, die zusammenfliegen" bis zur "digitalen Zwilling"-gestützten intelligenten Wasserstraße setzt Tianbaonet weiterhin auf SLAM-Technologie, um hochpräzise 3D-Digitalkarten für Flussübergangsbrücken zu erstellen. Zukünftig werden wir weiterhin an der Spitze der Vermessungstechnologie stehen und leichte und hochpräzise 3D-Lösungen für weitere Wasserwirtschafts-, Transport- und kommunale Projekte anbieten.