تکنولوژی SLAM امکان سنجش دقیق سه بعدی پل گانژیانگ را فراهم می کند

رودخانه گانجیانگ، رودخانه مادر جیانگشی، زیبایی شاعرانه و شکوفایی منطقه باستانی یوزانگ را حمل می‌کند و شاهد تحول نانچانگ از یک شهر باستانی به یکانان شهری مدرن است. امروزه، تکامل سریع فناوری‌های نقشه‌برداری دیجیتال، مانند رادارهای لیزری SLAM دستی، پتانسیل عظیمی را در کاربرد آن‌ها برای نقشه‌برداری ناوبری، با ارائه کارایی بالا، دقت و قابلیت‌های اسکن سه‌بعدی بدون تماس، آشکار کرده است.

اخیراً، تیم فنی تیان‌بائونت با موفقیت یک نظرسنجی اسکن سه‌بعدی از پل‌های عبوری در امتداد بخش نانچانگ رودخانه گانجیانگ را با استفاده از رادار لیزری دستی Lixel L2Pro همراه با یک سیستم سونداژ عمق چند پرتو دوگانه در یک عملیات مشترک به پایان رساند. این بار، ما به فناوری SLAM اجازه دادیم تا "از امواج عبور کند" و اندازه‌گیری‌های دقیقی از پاکسازی ناوبری برای پل‌های نمادین مانند پل قهرمان، پل بای، پل گانجیانگ و پل تیه‌هه ارائه دهد و ایمنی ناوبری کشتی‌ها را تضمین کند.

رودخانه گانجیانگ حدود 766 کیلومتر امتداد دارد و مساحت حوضه آن 83,500 کیلومتر مربع است و آن را به بزرگترین رودخانه در جیانگشی و یک شاخه مهم از رودخانه یانگ‌تسه تبدیل می‌کند. پس از تکمیل هاب نانچانگ گانجیانگ در سال 2024، سطح آب پایین در حدود 15.5 متر تثبیت خواهد شد و امکان عبور کشتی‌های 3000 تنی را در تمام طول سال فراهم می‌کند و آن را به یک "آبراه طلایی" واقعی تبدیل می‌کند. این رودخانه از شهر عبور می‌کند، به دریاچه منشعب می‌شود و با پل‌های عبوری متعددی احاطه شده است. اندازه‌گیری دقیق پایین‌ترین نقاط دهانه ناوبری هر پل (ارتفاع عمودی از سطح آب تا پایین پل) برای اطمینان از عبور ایمن کشتی‌ها و جلوگیری از برخورد با پل ضروری است.

نقشه‌برداری ناوبری یک وظیفه اساسی و استراتژیک برای رسیدگی به عدم قطعیت‌ها در ناوبری و اطمینان از ایمنی ترافیک آبراه است. روش‌های سنتی به صعود دستی پل، اندازه‌گیری ارتفاع با طناب و سونداژ عمق تک نقطه‌ای متکی هستند که نه تنها ناکارآمد و نام دقیق هستند، بلکه به دلیل دخالت افراد در آب و در ارتفاعات، خطرات ایمنی را نیز به همراه دارند. ضعف سیگنال GPS در دهانه‌های پل و مناطق کم عمق، نقشه‌برداری سنتی را پیچیده‌تر می‌کند. این پروژه چهار پل عبوری اصلی در امتداد رودخانه گانجیانگ در نانچانگ را پوشش داد و هدف آن به دست آوردن داده‌های دقیق در مورد پاکسازی ناوبری برای عملیات ایمن کشتی‌ها بود.

با توجه به شبکه متراکم پل‌ها، شرایط پیچیده آب و هوایی و مناطق ضعیف سیگنال GNSS در امتداد رودخانه گانجیانگ در نانچانگ، تیم فنی تیان‌بائونت از یک راه‌حل مشترک رادار لیزری دستی Lixel L2Pro و یک سیستم سونداژ عمق چند پرتو دوگانه برای نظرسنجی‌های زمینی و آبی استفاده کرد. Lixel L2Pro برای جمع‌آوری ابرهای نقطه سه‌بعدی از مناطق ساحلی، آب کم عمق، دهانه‌های پل و کف پل‌ها استفاده شد، در حالی که سونداژ عمق چند پرتو در زیر آب برای دستیابی به پوشش جامع و یکپارچه نظرسنجی مستقر شد.

دستگاه نظرسنجی اصلی این پروژه اسکنر رادار لیزری دستی Lixel L2Pro بود که برای محیط‌های آبی پیچیده و سناریوهای سیگنال ضعیف طراحی شده است. این دستگاه دارای چهار مزیت اصلی است:

• دقت در سطح سانتی‌متر + مقاومت قوی در برابر سیگنال‌های ضعیف: با ادغام چندین سنسور با الگوریتم Multi-SLAM، می‌تواند حتی در سناریوهای از دست دادن سیگنال GNSS یا پوشش ضعیف، مختصات مطلق را به دست آورد.
• نقشه‌برداری بی‌درنگ + تراکم میلیون نقطه در متر مربع: یک اسکن می‌تواند تراکم ابر نقطه تا 1 میلیون نقطه در متر مربع تولید کند و جمع‌آوری فرکانس بالا امکان انتقال بی‌درنگ ابرهای نقطه با رنگ واقعی با مختصات مطلق را فراهم می‌کند که می‌توان آن‌ها را در محل تأیید کرد.
• سبک و آسان برای کار: طراحی سبک وزن امکان عملیات تک نفره را بدون نیاز به تجهیزات بزرگ یا راه‌اندازی پیچیده فراهم می‌کند. یک نفر می‌تواند چندین پل را در یک روز اسکن کند.
• ایمنی ارتقا یافته برای عملیات قایق‌سواری: برای رسیدگی به خطرات کار در جلوی قایق، سیستم مجهز به یک پایه قایق مخصوص و یک مکنده برقی هوشمند است. وضعیت مکنده به صورت بی‌درنگ با هشدارهای غیرعادی نظارت می‌شود. اسکنر در جلوی قایق نصب شده، از بیرون تغذیه می‌شود و از کابین خلبان کنترل می‌شود و عملیات ایمن را بدون در معرض خطر قرار دادن پرسنل تضمین می‌کند، حتی در طول نظرسنجی‌های ناوبری طولانی و گسترده.

نمودار عملیات قایق‌سواری

• نظرسنجی ترکیبی: ترکیب اسکنر دستی Lixel L2Pro روی قایق و سونداژ عمق چند پرتو در زیر آب، جمع‌آوری همزمان داده‌های آب و خشکی را فراهم می‌کند و داده‌ها را به طور یکپارچه ادغام می‌کند.
• ایمنی و کارایی: اندازه‌گیری بدون تماس از خطرات مربوط به صعود پل، کار در آب یا در ارتفاعات جلوگیری می‌کند. کارایی بیش از 5 برابر نسبت به روش‌های سنتی بهبود یافته است و یک نفر چندین اسکن پل را در یک روز انجام می‌دهد.
• دقت و قابلیت اطمینان: سیستم مجهز به یک سیستم RTK درجه نظرسنجی است که تضمین می‌کند داده‌های ابر نقطه شامل مختصات مطلق هستند و استانداردهای نقشه‌برداری ناوبری را برآورده می‌کنند.
• پوشش کامل زاویه: با تراکم ابر نقطه 1 میلیون نقطه، ساختارهای پیچیده زیر پل‌ها، زمین ساحلی و جزئیات مقطع ناوبری را به دقت ثبت می‌کند و یک نمایش سه‌بعدی کامل از پل ارائه می‌دهد.

• جمع‌آوری داده‌های میدانی: Lixel L2Pro برای اسکن مقاطع ناوبری پل از قایق استفاده می‌شود و همزمان ابرهای نقطه از زیر پل‌ها، پایه‌ها و مناطق ساحلی را ثبت می‌کند. RTK برای به دست آوردن مختصات دقیق استفاده می‌شود، در حالی که سونداژ عمق چند پرتو داده‌های زمین زیر آب را جمع‌آوری می‌کند.
• پردازش پس از اجرا و کنترل کیفیت: ابرهاي نقطه ثبت، نویزگیری، برش و به هم چسبانده می‌شوند تا مدل‌های ابر نقطه سه‌بعدی با رنگ واقعی و با دقت بالا تولید شوند.
• نقشه‌برداری تحویلی: داده‌ها در پلتفرم‌های TRW و CAD پردازش می‌شوند تا ویژگی‌ها استخراج، برداری و نماهای ارتفاعی، پلان و مقطع پل تولید شوند و یک کپی 1:1 از ساختار پل ایجاد شود.
• کنترل دقت: با استفاده از مختصات ملی 2000 جمع‌آوری شده با RTK در طول اسکن، داده‌ها به سیستم مختصات محلی نانچانگ تبدیل شده و با بنچمارک‌های ارتفاعی محلی هم‌تراز می‌شوند و الزامات نقشه‌برداری پل ناوبری، بازرسی سازه و طراحی مجدد را برآورده می‌کنند.

در طول نظرسنجی ناوبری رودخانه گانجیانگ از پل‌ها، داده‌های ابر نقطه سه‌بعدی با موفقیت برای پل قهرمان، پل بای، پل گانجیانگ و پل تیه‌هه جمع‌آوری شد. نقشه‌های ارتفاعی برای هر پل نیز تولید شد. این نتایج نه تنها داده‌های دقیقی برای اندازه‌گیری ارتفاعات پاکسازی ناوبری ارائه می‌دهند، بلکه به عنوان مراجع ارزشمندی برای بازرسی‌های سازه و طراحی‌های مجدد آینده عمل می‌کنند.

مدل‌های ابر نقطه پل:

پل بای

پل گانجیانگ

پل قهرمان

پل تیه‌هه

نقشه‌های ارتفاعی پل:

پل تیه‌هه وارد شده به CAD با نمای جلو 

حالت رندر شدت برای ایجاد نقشه ارتفاعی

نقشه ارتفاعی 1:1

فناوری SLAM در ناوبری رودخانه: نوآوری سبک، با کارایی بالا و با دقت بالا

کاربرد فناوری Multi-SLAM در نقشه‌برداری ناوبری رودخانه یک عمل انقلابی است که نقشه‌برداری سبک، کارآمد و بسیار دقیق را به دست می‌آورد. با موقعیت‌یابی مطلق RTK و دقت ابر نقطه در سطح سانتی‌متر، نقشه‌برداری پل ناوبری از "تخمین تک نقطه‌ای" به "ادراک دقیق سه‌بعدی جامع" تکامل یافته است. این امر یک پایه دیجیتال محکم برای ناوبری هوشمند، عبور ایمن و مدیریت چرخه عمر پل فراهم می‌کند.

از رودخانه شاعرانه گانجیانگ با "غروب خورشید و پرواز غاز وحشی تنها" تا آبراه هوشمند مجهز به "دوقلوی دیجیتال"، تیان‌بائونت به استفاده از فناوری SLAM برای ساخت نقشه‌های دیجیتال سه‌بعدی با دقت بالا برای پل‌های عبوری ادامه می‌دهد. در آینده، ما به رهبری مرز فناوری نقشه‌برداری ادامه خواهیم داد و راه‌حل‌های سه‌بعدی سبک و با دقت بالا را برای پروژه‌های بیشتر حفاظت از آب، حمل و نقل و شهری ارائه خواهیم داد.