CN108106546B - 一种运砂船方量量测方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种运砂船方量量测方法，包括以下步骤：S1：移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，采集运砂船空载时的点云模型，通过点云计算软件计算得出船底到起算基准面的体积V1；S2：移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，采集运砂船载砂时的点云模型，通过点云计算软件计算得出砂上表面到起算基准面的体积，其中，砂上表面低于起算基准面部分的体积为V2，砂上表面高于起算基准面部分的体积为V3；S3：计算运砂船当次的载砂体积V＝V1+V3‑V2。本申请可解决现有技术人工计量存在的测量及计算时间长、测量精度低、不满足信息化管理等问题。

Description

一种运砂船方量量测方法
技术领域
本申请涉及工程测量领域，特别涉及一种运砂船方量量测方法。
背景技术
在围海造地项目中，砂石料是主要建筑材料，是施工成本的主要组成部分，因此，对砂石料能否准确计量直接影响项目的盈亏，而传统的人工计量受计量仪器、人为因素、计算手段的影响，误差比较大。如何对砂船进行准确的方量量测是亟待解决的难题。
发明内容
本申请目的是：提出一种运砂船方量量测方法，以解决现有技术人工计量存在的测量及计算时间长、测量精度低、不满足信息化管理等问题。
本申请的技术方案是：
一种运砂船方量量测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，采集运砂船空载时的点云模型，通过点云计算软件计算得出船底到起算基准面的体积V1；
S2：移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，采集运砂船载砂时的点云模型，通过点云计算软件计算得出砂上表面到起算基准面的体积，其中，砂上表面低于起算基准面部分的体积为V2，砂上表面高于起算基准面部分的体积为V3；
S3：计算运砂船当次的载砂体积V＝V1+V3-V2；
所述步骤S1和所述步骤S2不分先后。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述三维激光扫描仪为背包式三维激光扫描仪，由采集人员背负该背包式三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，从而采集运砂船空载或载砂时的点云模型。
所述采集人员在行走过程中，保持步伐均匀，转弯及上下坡时过渡平稳。
所述背包式三维激光扫描仪搭载有激光雷达和惯导设备，所述激光雷达每秒能发射和接收至少70万个点。
所述点云计算软件选用Lidar360点云计算软件。
还包括步骤S4：通过打印机打印所计算出的运砂船当次载砂体积。
所述运砂船当次载砂体积的计算由计算软件计算得出。
所述打印出的带有所述运砂船当次载砂体积的单据上印有二维码。
预先在所述砂船船舱四周固定放置用于标记所述起算基准面的四个定位球，然后再移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，以采集运砂船空载或载砂时的点云模型。
所述定位球带有用于将其吸附固定于运砂船上的磁性基座。
本申请具有以下有益效果：
1、精度高
所采用的背负背包式三维激光扫描仪搭载有高精度的激光雷达和惯导设备，且激光雷达每秒能发射和接收70万个点，可以对沙堆进行全方位无遗漏的扫描获取其三维点云模型，能够反映实际的沙堆形状，这些特点使得量方精度能够控制在3％(实际装载量的3％)以内，重复性误差控制在2％(实际装载量的2％)以内。相比人工的10％左右的误差，精度提高3倍以上，节约7％左右的砂石料成本费用。
2、效率高
外业数据采集至方量计算完毕，可以在20-30min内完成，现场即可生成方量结果单据。
3、自动化，信息化
采用背包式三维激光扫描仪进行外业数据采集，利用计算机软件进行方量的自动计算，减少了在原始数据采集(人工量测为皮、钢卷尺+水平尺的方法进行)和内业计算时的人为干预。
利用信息化管理平台可以后台管理、查看、统计方量数据，为项目的精细化施工提供基础信息数据。
4、全天候作业
本申请中背包式三维激光扫描仪利用的是SLAM技术，无需搭载GPS即可进行定位，并且是主动式测量系统。因此它能够在任何地方，任何时间正常进行作业。
5、操作简便
掌握该方量量测方法只需简单培训即可正常作业，只需搭配1-2人就可以正常进行。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：
图1为本申请实施例中运砂船空载时的点云模型；
图2为本申请实施例中运砂船载砂时的点云模型；
图3为本申请实施例中运砂船载砂方量的计算模型图；
图4为本申请实施例中定位球在运砂船上的分布示意图；
图5为本申请实施例中起算基准面在运砂船上运砂船上；
图6为本申请实施例中定位球的结构示意图。
其中：1-定位球，2-磁性基座,3-运砂船，4-起算基准面。
具体实施方式
图1至图5示出了本申请这种运砂船方量量测方法的一个具体实施例，该包括以下步骤：
S1：在运砂船处于空载状态时，由采集人员背负背包式三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，从而采集得到运砂船空载时的点云模型，如图1。然后通过Lidar360点云计算软件的土方量计算功能计算得出船底到起算基准面4的体积V1。
为了保证点云模型的采集质量，采集人员在背负背包式三维激光扫描仪行走的过程中，需保持步伐均匀，转弯及上下坡时需过渡平稳。
参照图4所示，上述起算基准面4通过这种方式标定：预先在砂船船舱四周固定放置四个定位球1，然后再由采集人员背负背包式三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，如此采集点云模型。所采集的点云模型中，必然包含这四个定位球，利用模型中这四个定位球的位置即可标记出起算基准面4，如图5。并且可在放置定位球的过程中观察船型，提前规划好测量的行走路线，以便安全和高效第完成数据采集。
数据采集完毕后及时检查数据质量，判断数据质量是否合格，并能用于后续的方量计算。
为了防止前述定位球在模型采集过程中位置发生变动而导致起算基准面不准，本实施例的各个定位球均带有一磁性基座2，利用该磁性基座将定位球吸附固定于运砂船3上。
上述定位球1的颜色为红色，以便其能够在点云模型中清楚显示。
上述四个定位球1在放置时，最好处在同一平面上，如此使得被标定的起算基准面4为一平面，从而便于上述V1以及下述V2和V3的计算。
本实施例中，上述四个定位球1呈矩形分布，而且其中两个定位球1布置在运砂船船舱的长度一端、且分布于运砂船船舱的宽度两侧，另外两个所述定位球1布置在运砂船船舱的长度另一端、且分布于运砂船船舱的宽度两侧，如此使得这四个定位球1所标定的起算基准面4与船舱的舱口平面基本重合，计算更为准确。
当然，我们也可以仅在船舱四周固定放置三个定位球1，这三个定位球1同样能够标定出起算基准面4。
S2：在运砂船处于载砂状态(一般为满载状态)时，由采集人员背负背包式三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，从而采集得到当次运砂船载砂时的点云模型，如图2。为了保证点云模型的采集质量，采集人员在背负背包式三维激光扫描仪行走的过程中，需保持步伐均匀，转弯及上下坡时需过渡平稳。通过Lidar360点云计算软件的土方量计算功能计算得出砂上表面到起算基准面的体积，因为通常情况下，船舱中所载砂的上表面通常一部分高于起算基准面、而另一部分低于起算基准面，故而在计算砂上表面到起算基准面的体积时，需分别计算，具体的：如图3所示，对于那些砂上表面低于起算基准面的部分的体积计算得出为V2，对于那些砂上表面高于起算基准面的部分的体积计算得出为V3。
上述背包式三维激光扫描仪搭载有高精度的激光雷达和惯导设备，且激光雷达每秒能发射和接收70万个点，可以对砂堆进行全方位无遗漏的扫描获取其三维点云模型，能够反映实际的砂堆形状，这些特点使得量方精度能够控制在3％(实际装载量的3％)以内，重复性误差控制在2％(实际装载量的2％)以内。相比人工的10％左右的误差，精度提高3倍以上，节约7％左右的砂石料成本费用。
而且在采集过程中，上述四个定位球1的放置位置不能改变，从而保证空满舱的起算基准面一致。
S3：再参照图3所示，根据几何学，计算得出运砂船当次的载砂体积(方量)为V＝V1+V3-V2。
上述载砂体积V的计算，可通过向计算机计算软件中输入相应的参数(包括V1、V2、V3)的自动得出，效率高。
上述步骤S1和步骤S2不分先后，可以先采集运砂船载砂时的数据，再采集运砂船空载时的数据。
为了提高所计算载砂体积(方量)的准确性，最好先进行数据的剪切、去噪、分类等预处理等步骤过后，在进行方量的计算。方量计算三次，每次方量结果在互差不小于2％的情况下取平均值作为本次最终的方量结果。
S4：利用打印机、借助专业的方量打印软件将所计算出的运砂船当次的载砂体积V打印出来，所打印出的带有运砂船当次载砂体积(放量)的单据(方量确认单)上印有二维码，经供料方、收料方双方签字货盖章后各留存一份；单据可通过手机扫描二维码进行查询数据上报；信息管理平台根据信息录入情况进行统计并形成报表。
当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种运砂船方量量测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，采集运砂船空载时的点云模型，通过点云计算软件计算得出船底到起算基准面的体积V1；
S2：移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，采集运砂船载砂时的点云模型，通过点云计算软件计算得出砂上表面到起算基准面的体积，其中，砂上表面低于起算基准面部分的体积为V2，砂上表面高于起算基准面部分的体积为V3；
S3：计算运砂船当次的载砂体积V＝V1+V3-V2；
所述步骤S1和所述步骤S2不分先后；
所述三维激光扫描仪为背包式三维激光扫描仪，由采集人员背负该背包式三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，从而采集运砂船空载或载砂时的点云模型；背包式三维激光扫描仪搭载有激光雷达和惯导设备，所述激光雷达每秒能发射和接收至少70万个点；
预先在所述运砂船船舱四周固定放置用于标记所述起算基准面的四个定位球，然后再移动三维激光扫描仪围绕运砂船船舱四周行走一周，以采集运砂船空载或载砂时的点云模型，所述定位球包括用于将其吸附固定于运砂船上的磁性基座。
2.根据权利要求1所述的运砂船方量量测方法，其特征在于，所述采集人员在行走过程中，保持步伐均匀，转弯及上下坡时过渡平稳。
3.根据权利要求1所述的运砂船方量量测方法，其特征在于，所述点云计算软件选用Lidar360点云计算软件。
4.根据权利要求1所述的运砂船方量量测方法，其特征在于，还包括步骤S4：通过打印机打印所计算出的运砂船当次载砂体积。
5.根据权利要求4所述的运砂船方量量测方法，其特征在于，所述运砂船当次载砂体积的计算由计算软件计算得出。
6.根据权利要求4所述的运砂船方量量测方法，其特征在于，所述打印出的带有所述运砂船当次载砂体积的单据上印有二维码。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110118526B (zh) * 2019-03-08 2020-12-08 浙江中海达空间信息技术有限公司 一种支持实时监测的船载砂石体积自动计算方法
CN116384168B (zh) * 2023-06-07 2023-08-18 江西省水投江河信息技术有限公司 一种运砂船的运砂量计算方法、系统、计算机及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205037867U (zh) * 2015-08-21 2016-02-17 大连世达重工有限公司 用于斗轮堆取料机的三维动态测量系统
CN107024174A (zh) * 2017-05-18 2017-08-08 北京市建筑工程研究院有限责任公司 基于三维激光扫描技术的粉状堆料体积测量装置及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7519493B2 (en) * 2002-02-14 2009-04-14 Faro Technologies, Inc. Portable coordinate measurement machine with integrated line laser scanner
DE202006018606U1 (de) * 2006-11-29 2007-03-08 Sick Ag Volumenbestimmung für auf einem Schalenförderer bewegte Objekte
CN101793545B (zh) * 2009-11-17 2013-04-03 清华大学 生物燃料的自动计量系统及方法
CN101858730A (zh) * 2010-05-14 2010-10-13 长沙友欣仪器制造有限公司 一种自动测量煤堆体积的方法及其专用装置
CN102980531B (zh) * 2012-12-07 2016-01-13 中国铁道科学研究院 一种基于三维激光扫描的容积测量方法及装置
CN106152936A (zh) * 2015-03-30 2016-11-23 广西我的科技有限公司 一种测量堆装在卡车上的散装货物体积的系统以及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205037867U (zh) * 2015-08-21 2016-02-17 大连世达重工有限公司 用于斗轮堆取料机的三维动态测量系统
CN107024174A (zh) * 2017-05-18 2017-08-08 北京市建筑工程研究院有限责任公司 基于三维激光扫描技术的粉状堆料体积测量装置及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dynamic occlusion detection and inpainting of in situ captured terrestrial laser scanning point clouds sequence;Chen Chi;《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》;20161230;全文 *
基于点云数据的猪体曲面三维重建与应用;刘同海;《农业机械学报》;20140630;全文 *
物体表面采样数据近似最小包围盒快速求解;宋洋;《农业装备与车辆工程》;20120430;全文 *

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