无人机盘料仪在攀钢钒原燃料盘库中的应用

更新时间：2020-08-04 14:42:13　点击数：3844

目前，攀钢钒的原燃料盘库采用便携式全站仪进行测绘，人员根据堆料情况打点测量，理论误差不超过3%，其测绘方法存在测量时间长、参与人数多、准确度低等问题。能否及时掌握盘库数据，直接关系到生产质量、生产效率、能源的利用，其测量数据的准确可靠对公司炼铁高炉原燃料的保供、财务成本核算管理、物料管理、精细化管理起到了重要的支撑作用。

一、概述

　　攀钢钒现有露天煤场2个，露天矿场1个，厂房内堆场3个。攀钢钒公司受地理位置限制，其露天的煤场和厂房内的堆场面积都不大，煤的品种有10多种，矿的品种有9种，采用人工测量，耗时耗力，且不安全。为了能够准确掌握原燃料的品种及库存数据，更好地指导生产，攀钢钒公司利用无人机对储煤、矿场的全区域进行盘库，提高了工作效率和测量准确度。

二、系统组成

　　无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机盘料仪主要由大疆生产的悟Inspire2四轴航拍飞行器变形无人机，专业测绘级单反相机、遥控系统，苹果mini 4显示屏等四个硬件组成。它采用创新影像处理平台，高清图像传输系统，传输距离约5km，飞行参数、高清图像通过苹果显示器实时显示，其水平飞行速度可达94km/h，下降速度可达9m/s，电池续航时间为30min，飞行控制系统能让无人机精准响应指令，时刻保持稳定飞行。同时，它还有飞行避障的功能，距物体1m会报警提醒，避免螺旋桨打到物体而造成断桨摔机。当信号失联或电量低时，具有自动返航降落功能，目前此款无人机是市面上较为先进的专业级无人机。

　　首次飞行，需根据不同的场地设置不同的无人机飞行航线，航线外框范围必须大于堆料场地，否则合成的立体三维图形不完全；同时也利于基准面的选择，后期进行图形切割时有统一的基准面。第一次航线设置后，可将航线保存在软件中，下次飞行直接进行航线导入即可。无人机将按照设置的航线自动飞行，飞行拍摄过程中无需人为干预，高度自动化。无人机空中可在20min盘点10000m2的料场，现场测量时间根据场地大小而定，最大的场地约20min飞行完毕，完全无盲区。获取的拍摄照片存储在128G的SD卡中，通过计算机将照片导入某公司自主开发的三维图形软件(VR建模技术)中，建模点云数量达1000万个，形成高准确度三维效果图。软件处理后生成的三维立体模型可以完美重现料堆各个细节，画面十分逼真，数据准确度高。再通过体积处理专业软件对三维立体堆料图进行数据分析，计算建模体积，从而得出每种原燃料的体积。

　　根据2013年11月中国民用航空局(CAAC)下发的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，由中国AOPA协会负责民用无人机的相关管理。根据该规定，中国内地无人机操作按照机型大小、飞行空域可分为11种情况，重量小于或等于7kg的微型无人机，飞行范围在目视视距内半径500m、相对高度低于120m范围内，无须证照管理。而攀钢钒的物料场地因受现场环境限制，无人机设置的飞机高度为80m，飞行速度为1.2m/s，所以无需拿证，使用方便，机动灵活。

三、便携式全站仪与无人机测试数据与比对

　　为了保证原燃料盘库的及时准确，验证无人机测量方法的科学、有效、高效，特选择攀钢钒公司矿场作为测试对象，进行重复性测量，采用2018年12月份矿场物料，测试人员在相同条件下多次进行测量，具体测试数据如表1所示。

表1 便携式全站仪与无人机测试数据比对

　　从三次测量的数据来看，便携式全站仪与无人机的差异比较小，无人机整体测出的数据偏高，高空俯视拍照，其物料形状能够完整地体现出来，更能准确真实地反映物料的情况。

四、结束语

　　通过近6个月现场实际运用，该无人机测量数据准确可靠。但是仍需要注意的是，由于无人机是通过卫星定位，遇干扰如大风会导致无人机与遥控器失联，尽管无人机有飞行避障功能，但是需再次重新飞行，所以应尽量避开极端天气飞行。另外，生成三维图形的计算机配置一定要高，占用内存大，在处理软件时，不能执行其他程序文件，否则计算机很容易死机。运用体积处理软件时，需要注意的是基准面的选取必须一致，以减少误差。

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