ティアンボネット L2proは8キロトンネル測定で0.6%の誤差で効率的で安全な地下鉱山をロックする

デジタル鉱山の建設が加速する中、空間データ取得技術は鉱業のデジタルトランスフォーメーションを支える重要な基盤となっています。このような背景の中、Tianbaonetは大規模金鉱山においてLixel L2proハンディSLAML2proハンディSLAM 3Dレーザースキャニング技術の応用を深め、最先端技術で鉱山操業の課題を解決しました。本プロジェクトは、地下トンネルのデジタルツイン基盤を構築し、正確な在庫量測定、安全監視、地質調査を可能にすることで、鉱山生産の全プロセスをデジタル化し、操業効率を高め、生産安全を確保し、業界の精度基準を満たすことを目指しています。

プロジェクト背景

長年の採掘歴史を持つ大規模国有地下金鉱山には、8キロメートル以上のトンネルがあり、採掘面、輸送トンネル、空洞、在庫など複数のエリアをカバーしています。現在の生産プロセスはいくつかの課題に直面しています。

• 地下でのGPS信号の欠如、特徴が少ない狭いトンネル、そして従来のステーションベースのスキャン技術は効率が低く死角があるため、迅速な全空間データ収集の完了が困難です。
• 在庫量は±5%から10%の誤差で手動で測定されており、棚卸資産会計および財務決済の精度要件を満たせず、コスト管理に不便をもたらしています。
• トンネル変形監視の頻度が低く、隠れた危険をタイムリーに検出することが困難であり、安全リスクをもたらしています。
• 地質調査は困難であり、手動および写真測量方法は非効率的で不正確であり、安全リスクをもたらしています。

本プロジェクトのコア目標は、Lixel L2proハンディ3Dレーザースキャニング技術を活用して、地下トンネルのデジタルツイン基盤を構築することです。これには、トンネルの全空間デジタルモデリング、正確な在庫量測定、空洞体積計算、トンネルの変形および安全監視、地質調査が含まれます。本プロジェクトは、鉱山生産の全プロセスをデジタル化、視覚化、精緻化し、操業効率を向上させ、安全を確保しながら業界の精度基準を満たすことを目指しています。

機器選定

プロジェクトの要件と地下の複雑な作業環境を考慮し、このような環境向けに特別に設計されたLixel L2proハンディ3Dレーザースキャナーが本プロジェクトに選定されました。このデバイスは複数のセンサーモジュールを統合し、AIインテリジェントアルゴリズムと組み合わされており、ポストプロセッシング結果に匹敵する精度でリアルタイムに点群データを出力できるため、地下鉱山操業に適しています。

技術ハイライト:

• 強力な環境適応性: Multi-SLAMマルチソースフュージョンアルゴリズム、レーザー+ビジョン+IMU協調測位をサポートし、特徴が少ない環境でも安定した動作を実現します。
• 高精度とリアルタイムパフォーマンス: 平面/高度絶対精度≤3cm、相対精度≤2cm、点群厚さわずか5mm、1平方メートルあたり100万点の高密度点群で細部まで復元できます。
• ポータブル、効率的、安全: 重量わずか1.7kgで、一人で操作可能、非接触測定により安全リスクを大幅に低減します。
• シームレスなデータ統合: 外部RTK/CORSをサポートし、LAS/PLY/DXF形式で絶対座標を持つ点群を直接出力し、GIS、BIM管理プラットフォーム、CADソフトウェアとシームレスに統合でき、二次的なフォーマット変換は不要です。

プロジェクト実施

本プロジェクトは、Lixel L2proハンディ3Dレーザースキャナー、LixelStudio 3Dインテリジェント処理ソフトウェア、LixelGoモバイルアプリを活用した4つのコアモジュールに分割されました。モバイルデバイスでリアルタイムの点群品質プレビューが可能であり、PCベースのワンクリックデータ処理により、フィールドデータ収集と内部処理の効率的な連携が可能になりました。

01. 地下トンネルの全空間デジタルモデリング

• 準備: 作業開始前に、地下トンネルの現場調査を実施し、「グリッド」スキャンルートを計画しました。スキャンエリア全体に均一に分布するように、制御点配置仕様に従って80〜100メートルごとに反射性制御点を配置しました。

• フィールドデータ収集: 単一オペレーターがL2proを使用し、スキャナーを15秒間初期化してから、計画されたルートに沿って移動しました。モバイルデバイス上のLixelGoアプリにより、点群データのリアルタイム監視が可能になりました。複雑なエリアでは、オペレーターは速度を落とし、より長く滞在してスキャンしましたが、ステーションを変更する必要はなく、スキャンデータをシームレスに接続しました。

• 屋内データ処理: 収集された点群データはLixelStudioソフトウェアにインポートされ、ソフトウェアのノイズ除去およびレジストレーション機能により、人員や機器による動的な干渉が自動的に除去され、制御点を使用して座標が校正され、「無間」アルゴリズムで点群品質が最適化され、高精度なトゥルーカラー3Dメッシュモデルが作成されました。

• 3Dモデリング: 点群データはLAS形式でエクスポートされ、3Dモデリングに使用され、トンネル、空洞、地下河川の全空間デジタルレプリケーションが完了しました。トンネル支保ボルトの間隔、パイプラインの配置、地下河川の輪郭などの詳細が正確に復元され、鉱山のデジタルツイン基盤構築の要件を満たしました。

02. 空洞体積計算

3つの空洞エリアについて、L2proを使用して体積計算を行い、誤差はわずか1%、0.6%、2%で、業界標準の≤3%を大きく下回りました。

実施プロセス:

• フィールドで収集された点群を三角形メッシュモデルにフィッティングしました。
• フィッティングされた三角形メッシュモデルをGeomagicソフトウェアにインポートし、モデルの体積を自動計算しました。
• 従来の​​手動測定と比較して、最小誤差はわずか0.6%であり、データは客観的で追跡可能であり、決済紛争を効果的に解決し、精緻な在庫管理を可能にします。

03. トンネル変形および安全監視

スキャンは週に1回実施され、データ収集の一貫性を確保するために、ベースライン期間と同じルートとパラメータに従いました。各スキャンの後、FLAC3Dソフトウェアを使用して、現在の点群とベースライン点群との差分分析を実行し、精度は従来の監視方法をはるかに超え、危険の早期警告に正確なデータサポートを提供しました。

04. 地質調査

L2proの強力なスキャン機能は鉱山デジタル化の基盤を築き、Lixel CyberColor (LCC) 技術は鉱山の実際の外観を完全に復元することを可能にしました。Multi-SLAM + 3D Gaussian splashingの新世代3Dコンテンツ制作技術に基づき、システムは独自のアルゴリズムと3DGS技術の最適化を使用して、超リアルな大規模3Dモデルを自動生成し、センチメートルレベルの精度を持つ現実世界の3Dモデルを迅速に構築し、鉱山構造とコアコンポーネントの詳細を正確に復元します。

プロジェクト概要

本プロジェクトは、デジタル鉱山建設におけるL2proハンディ3Dレーザースキャニング技術の強力な適応性と実用性を完全に検証しました。GPSの利用不可、空間の複雑さ、高い運用リスク、データ精度の不足といった業界のペインポイントを解決しただけでなく、以下の成果も達成しました。

• トンネルの全空間デジタルモデリング
• 正確な在庫量測定と空洞体積計算
• トンネル変形および安全監視
• 全プロセスデジタル地質調査

従来の​​技術と比較して、L2proは人件費と運用リスクを削減しただけでなく、データの精度と追跡可能性を達成し、デジタル鉱山建設のコア競争優位性となっています。デジタル鉱山の建設が進むにつれて、L2proは露天掘り斜面監視、空洞安定性分析、緊急救助モデリングなどのシナリオでさらに応用を拡大していくでしょう。BIM、GIS、IoTなどの技術と深く統合し、より包括的でインテリジェントな鉱山のデジタルツインシステムを構築し、鉱業が高品質で安全かつ効率的なインテリジェント開発へと移行するのを支援します。