傳統井下礦測量的核心痛點在于效率與成果的割裂。在完全無GNSS信號的地下環境中,測量工作長期依賴全站儀等設備進行逐點作業。這不僅意味著測量人員需要在光線昏暗、管線交錯、甚至有礦車往來的環境中長距離步行,承受巨大的工作強度和安全風險。更關鍵的是,這種離散的點位采集方式,難以完整、直觀地還原巷道的三維空間形態。獲取的數據僅是坐標點的集合,無法形成可用于智能分析的數字模型,導致測量成果與后續的進度管理、安全評估、成本核算等環節脫節,形成“數據孤島”。一次測量往往需要耗費數日,數據成果也不夠全面、精準,難以滿足現代礦山高效、安全作業的需求。

破解上述困境的關鍵,在于引入能夠適應無信號環境、并能進行快速連續數據采集的集成化技術方案。而如是RS10測量系統通過將高精度RTK與激光SLAM、視覺SLAM進行深度融合解算,攻克了傳統SLAM在封閉空間中飛點率高、路徑回環依賴強的難題,實現了地下巷道厘米級精度建模。
其技術核心在于,利用RTK提供的優于3厘米的絕對定位結果作為測圖基準,實時校準SLAM的位姿信息。這種深度融合帶來了兩大革命性優勢:一是“高精度免回環”。傳統手持SLAM掃描儀通常要求作業人員走回環路徑來閉合誤差,這在狹窄、危險的井下巷道中極不現實。而如是RS10通過RTK信息的實時校準,免除了這一苛刻要求,路徑規劃更加自由,大幅減少了外業時長與數據存儲量。二是“坐標統一”。系統實現了室內外坐標系的統一,室外采用RTK坐標系,進入無信號的井下后,SLAM成果自動繼承該坐標系,無需復雜的控制點布設與坐標轉換,極大簡化了工作流程。

巷道三維模型
理論的優勢需要實踐的檢驗。在黑龍江某礦山的實際應用中,如是RS10展現了驚人的作業效率。該礦山巷道位于地下130米,完全處于衛星信號盲區。面對這一挑戰,技術人員的工作流程清晰而高效:
首先,是基準建立。技術人員使用如是RS10的對中桿模式,輕松完成了井下控制點的采集,為后續掃描奠定了精確的絕對坐標基礎。
緊接著,是高效的數據采集。如是RS10配備了高性能的三維激光傳感器。憑借其強大的數據采集能力,在該礦山長度約1.3公里的巷道測量中,除安全員外,僅需1人操作,用時30分鐘就完成了整個巷道的連續掃描。這與傳統全站儀需要多人協作、耗時數日的作業模式形成了天壤之別。為確保數據完整性和質量,測量人員可通過平板電腦上的SmartGo軟件實時瀏覽點云,確認采集情況,有效避免了漏掃和返工。
數據采集完成后,通過CoPre軟件可以對獲取的點云數據進行一鍵式精化與著色處理。軟件內置的算法能夠顯著提升點云質量,精化后的點云厚度可小于2厘米,相對測量精度小于1厘米。在黑龍江的項目中,經過處理生成的巷道實景三維模型,其高程中誤差約為4公分,完全滿足礦山高精度測量的要求。

巷道彩色點云
這些成果不再是靜態的圖紙或離散的數據,而是驅動礦山精細化、智能化管理的動態引擎。基于如是RS10生成的高精度彩色點云和逼真的巷道三維模型,管理人員能夠實現前所未有的精準管控:他們可以在三維空間中直觀核查巷道掘進中線是否偏移,精確測量掘進面尺寸,實時掌握礦洞開采進度,以及評估避難硐室等安全設施的完好狀態。這些鮮活、準確的空間信息,為安全生產、工程決策和成本控制提供了科學的“數字孿生”底座。未來,這種高精度、可量化的三維模型,使得礦山管理從經驗驅動邁向數據驅動,也為數字孿生、智能通風、無人駕駛等高級應用提供了可能。
責任編輯: 江曉蓓