La tecnologia SLAM consente una precisa rilevazione tridimensionale del ponte del fiume Ganjiang

Il Fiume Gan, il fiume madre dello Jiangxi, porta la bellezza poetica e la prosperità dell'antica regione di Yuzhang, testimoniando la trasformazione di Nanchang da antica città a metropoli moderna. Oggi, la rapida evoluzione delle tecnologie di rilievo digitale, come i radar laser SLAM portatili, ha rivelato un immenso potenziale nella loro applicazione al rilievo di navigazione, offrendo alta efficienza, precisione e capacità di scansione 3D senza contatto.

Recentemente, il team tecnico di Tianbaonet ha completato con successo un rilievo di scansione 3D dei ponti che attraversano il fiume Gan nella sezione di Nanchang, utilizzando il radar laser portatile Lixel L2Pro combinato con un sistema di ecoscandaglio multi-beam a doppia testa in un'operazione collaborativa. Questa volta, abbiamo permesso alla tecnologia SLAM di "navigare tra le onde", fornendo misurazioni precise dell'altezza di navigazione per ponti iconici come il Ponte dell'Eroe, il Ponte Bayi, il Ponte Ganjiang e il Ponte Tiehe, garantendo la sicurezza della navigazione delle navi.

Il Fiume Gan si estende per circa 766 chilometri con un bacino idrografico di 83.500 chilometri quadrati, rendendolo il fiume più grande dello Jiangxi e un importante affluente del Fiume Azzurro. Dopo il completamento del Nanchang Hub del Ganjiang nel 2024, il livello dell'acqua bassa si stabilizzerà intorno ai 15,5 metri, consentendo il passaggio di navi da 3.000 tonnellate tutto l'anno, rendendolo una vera "via d'acqua d'oro". Il fiume attraversa la città, diramandosi nel lago, ed è fiancheggiato da numerosi ponti che lo attraversano. La misurazione precisa dei punti più bassi dell'apertura di navigazione di ciascun ponte (l'altezza verticale dalla superficie dell'acqua al fondo del ponte) è essenziale per garantire il passaggio sicuro delle navi ed evitare collisioni con i ponti.

Il rilievo di navigazione è un compito fondamentale e strategico per affrontare le incertezze nella navigazione e garantire la sicurezza del traffico fluviale. I metodi tradizionali si basano su arrampicate manuali sui ponti, misurazioni di altezze con corde e scandagli puntuali, che non sono solo inefficienti e imprecisi, ma comportano anche rischi per la sicurezza a causa del coinvolgimento di persone che lavorano in acqua e in quota. La debolezza del segnale GPS nelle aperture dei ponti e nelle aree poco profonde complica ulteriormente il rilievo tradizionale. Questo progetto ha coperto quattro ponti principali che attraversano il Fiume Gan a Nanchang, con l'obiettivo di ottenere dati precisi sull'altezza di navigazione per operazioni navali sicure.

Dato il fitto reticolo di ponti, le complesse condizioni dell'acqua e le aree con segnale GNSS debole lungo il Fiume Gan a Nanchang, il team tecnico di Tianbaonet ha impiegato una soluzione collaborativa del radar laser portatile Lixel L2Pro e di un sistema di ecoscandaglio multi-beam a doppia testa per rilievi terrestri e acquatici. Il Lixel L2Pro è stato utilizzato per raccogliere nuvole di punti 3D di aree vicine alla riva, acque poco profonde, aperture di ponti e fondi di ponti, mentre l'ecoscandaglio multi-beam è stato impiegato sott'acqua per ottenere una copertura di rilievo completa e integrata.

Il dispositivo di rilievo principale per questo progetto è stato lo scanner radar laser portatile Lixel L2Pro, progettato per ambienti acquatici complessi e scenari con segnale debole. Ha quattro vantaggi principali:

• Precisione a livello di centimetro + Forte Resistenza ai Segnali Deboli: Integrando più sensori con l'algoritmo Multi-SLAM, può continuare ad acquisire coordinate assolute anche in scenari di perdita di segnale GNSS o di copertura debole.
• Mappatura in Tempo Reale + Densità di Milioni di Punti: Una singola scansione può generare una densità di nuvola di punti fino a 1 milione di punti per metro quadrato, e la raccolta ad alta frequenza consente la trasmissione in tempo reale di nuvole di punti a colori reali con coordinate assolute verificabili in loco.
• Leggero e Facile da Usare: Il design leggero consente l'operatività da parte di una sola persona, senza la necessità di attrezzature ingombranti o configurazioni complesse. Una singola persona può scansionare più ponti in un solo giorno.
• Sicurezza Migliorata per Operazioni su Barca: Per affrontare i rischi di lavorare a prua della barca, il sistema è dotato di un supporto speciale per barca e di una ventosa elettrica intelligente. Lo stato della ventosa viene monitorato in tempo reale con allarmi anomali. Lo scanner è montato a prua, alimentato esternamente e azionato dalla cabina di pilotaggio, garantendo operazioni sicure senza esporre il personale a rischi, anche durante rilievi di navigazione lunghi ed estesi.

Diagramma Operativo su Barca

• Rilievo Composito: La combinazione dello scanner portatile Lixel L2Pro sulla barca e dell'ecoscandaglio multi-beam sott'acqua fornisce la raccolta sincronizzata di dati acquatici e terrestri, integrando perfettamente i dati.
• Sicurezza ed Efficienza: La misurazione senza contatto evita i rischi associati all'arrampicata sui ponti, al lavoro in acqua o in quota. L'efficienza è migliorata di oltre 5 volte rispetto ai metodi tradizionali, con una singola persona che esegue più scansioni di ponti al giorno.
• Precisione e Affidabilità: Il sistema è dotato di un sistema RTK di grado topografico, che garantisce che i dati della nuvola di punti includano coordinate assolute, soddisfacendo gli standard per il rilievo di navigazione.
• Copertura a Angolo Completo: Con una densità di nuvola di punti di 1 milione di punti, cattura accuratamente le complesse strutture dei sottoponti, del terreno rivierasco e i dettagli della sezione trasversale di navigazione, fornendo una rappresentazione 3D completa del ponte.

• Raccolta Dati sul Campo: Il Lixel L2Pro viene utilizzato per scansionare le sezioni trasversali di navigazione dei ponti dalla barca, catturando contemporaneamente nuvole di punti dei sottoponti, dei pilastri e delle aree vicine alla riva. L'RTK viene utilizzato per ottenere coordinate precise, mentre l'ecoscandaglio multi-beam raccoglie dati sul terreno sottomarino.
• Post-elaborazione e Controllo Qualità: Le nuvole di punti vengono registrate, filtrate, ritagliate e unite per generare modelli di nuvole di punti 3D a colori reali ad alta precisione.
• Mappatura dei Deliverable: I dati vengono elaborati su piattaforme TRW e CAD per estrarre caratteristiche, vettorializzare e generare viste di elevazione, pianta e sezione trasversale del ponte, creando una replica 1:1 della struttura del ponte.
• Controllo di Precisione: Utilizzando coordinate nazionali 2000 raccolte tramite RTK durante la scansione, i dati vengono trasformati nel sistema di coordinate locale di Nanchang e allineati con i riferimenti altimetrici locali, soddisfacendo i requisiti per il rilievo di ponti di navigazione, l'ispezione strutturale e la riprogettazione.

Durante il rilievo di navigazione dei ponti sul Fiume Gan, sono stati raccolti con successo dati di nuvole di punti 3D per il Ponte dell'Eroe, il Ponte Bayi, il Ponte Ganjiang e il Ponte Tiehe. Sono stati inoltre prodotti disegni di elevazione per ciascun ponte. Questi risultati non solo forniscono dati accurati per la misurazione delle altezze di navigazione, ma servono anche come preziosi riferimenti per future ispezioni strutturali e riprogettazioni.

Modelli di Nuvole di Punti dei Ponti:

Ponte Bayi

Ponte Ganjiang

Ponte dell'Eroe

Ponte Tiehe

Disegni di Elevazione dei Ponti:

Ponte Tiehe Importato in CAD con vista frontale 

modalità di rendering intensità per creare disegno di elevazione

Disegno di Elevazione 1:1

Tecnologia SLAM nella Navigazione Fluviale: Un'Innovazione Leggera, ad Alta Efficienza e Alta Precisione

L'applicazione della tecnologia Multi-SLAM nel rilievo di navigazione fluviale è una pratica rivoluzionaria che raggiunge un rilievo leggero, efficiente e altamente preciso. Con il posizionamento assoluto RTK e la precisione della nuvola di punti a livello di centimetro, il rilievo di ponti di navigazione si è evoluto da "stima puntuale" a "percezione 3D completa di precisione". Ciò fornisce una solida base digitale per la navigazione intelligente, il passaggio sicuro e la gestione del ciclo di vita dei ponti.

Dal poetico Fiume Gan con il suo "sole al tramonto e oca solitaria che vola insieme" al "gemello digitale" che potenzia la via d'acqua intelligente, Tianbaonet continua a utilizzare la tecnologia SLAM per creare mappe digitali 3D ad alta precisione per i ponti che attraversano il fiume. In futuro, continueremo a guidare la frontiera della tecnologia di rilievo, offrendo soluzioni 3D leggere e ad alta precisione per più progetti di conservazione dell'acqua, trasporti e municipalità.