研究开发

井下无人机三维激光扫描探测系统

(1)成果简介

BLSS-FL井下无人机三维激光扫描探测系统,针对地下矿山三维空间数据获取的急迫需求,尤其是采空区三维空间数据获取的难题,突破复合运动条件下激光点云畸变去除、无GNSS信号环境下自主定位和建图、狭窄空间下无人机飞行增稳和避障等多项关键技术,可在无卫星导航信号情况下自主避障和探测,动态获取地下矿山被测区域的精细三维点云数据,可有效用于采矿作业的超爆欠爆定量评价、井巷工程及采场验收、矿石资源损失贫化分析、保有资源计算、溜井与井巷工程治理和数字矿山建设等方面,填补国内空白。仪器通过了中国计量科学研究院计量认证,在国内多家矿山企业进行了应用验证,具备多场景、快速、实时、安全地获取地下矿山三维空间形态的能力,标志着我国地下三维空间形态探测技术跨入新时代。

(2)主要性能指标及适用条件范围

可广泛应用于空区、采场、巷道、排洪隧洞、人防工程等人员难进入场景,是国内首个应用于地下矿山环境下的无人机三维激光扫描探测系统,具备实时定位建图、高可靠性远距离通信、无人机精确控制与全向避障等功能。

表1 产品主要性能指标

产品型号 BLSS-HL
扫描方式 旋转
绝对建图精度 ±4 cm
扫描主机重量 1.78 kg
产品尺寸 305 mm×120 mm×88 mm
解算模式 支持实时解算和后解算
工作时长 4 h
扫描视角范围 360°×360°
定位方式 SLAM技术(无需GNSS)
防护等级 IP54
点云格式 las等
控制扫描 支持软件控制和硬件控制
激光等级 Class 1(人眼安全)
激光线束 16线
扫描范围 0~100 m
点云频率 30万点/秒
电源输入 24V DC
产品功耗 <35 W
工作温度 -15~45℃
数据接口 USB3.0
内部存储 256G SSD
通讯方式 WIFI通讯
产品材质 高防护ABS外壳
兼容性 延长杆、无人机、车载等

(3)成果应用情况

已在中国五矿集团湖南柿竹园矿业、云南驰宏锌锗彝良毛坪铅锌矿、江西铜业集团永平铜矿、贵州磷化集团瓮福磷矿等成功进行示范应用,满足了矿山实际生产需要,协助企业提升了矿山本质安全水平和精细化采矿水平。

(4)成果展示

 

图1 酸性水库无人机激光扫描

 

图2 矿山边坡岩体结构面快速调查

 

图3 井下无人机三维激光自主探测系统

 

图4 大塘采空区无人机三维激光扫描应用

 

图5 激光扫描贫损控制及回采优化

 

图6 地下矿山斜井精确测量

 

图7 BLSS三维激光扫描仪软件平台

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图8 BLSS-FL无人机载三维激光扫描系统