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Trimble X12助力电力管廊数据采集，为机器人巡视系统提供精准导航支持

news 来源：原创 2025/5/16 18:38:16

地下电缆是一个城市重要的基础设施，它不仅具有规模大、范围广、空间分布复杂等特点，更重要的是它还承担着信息传输、能源输送等与人们生活息息相关的重要功能，也是一个城市赖以生存和发展的物质基础。
01、项目概述
本次项目是对某区域2公里左右的电力管廊进行三维扫描测量，为后期引进“智慧电缆可视化输送控制系统”的建设提供高精度的三维模型数据。沪敖3D通过采用Trimble X12三维激光扫描仪获取电力管廊的三维数据，生成点云数据，完成点云数据的整理和优化工作，得到精准、清晰的扫描测量点云模型数据，为客户后期实现机器人巡视系统的路径规划和定位，实现机器人的自主导航提供了有效数据支持和决策支持，为“智慧电缆可视化输送控制系统”的建设提供了强有力的技术支撑和数据保障。
02、需求痛点
01扫描现场光源问题:由于电力管廊为地下封闭结构，且现场尚未接通照明，因此现场属于全黑暗场景，且无任何信号，无法使用常规设备来进行三维数行据的获取；
02隧道内部结构复杂:电力管廊内部结构复杂且重复场景较多，SLAM移动扫描没有办法获取连续数据；
03电力管廊空间狭窄:电力管廊内部空间比预想的更加狭窄，通道部分的位置宽度不足1米，搬站不方便，扫描遮挡比较严重，需要以更高的架站密度架站；
04隧道单方向延伸:电力管廊沿着一个方向，点云重叠率较低，配准时容易产生累积误差；
05扫描任务时间紧迫:扫描时间比较紧迫，需要在一天内完成整条电力管廊的扫描工作；
03、解决方案
针对此次项目，我们从“外业数据采集”和“内业数据处理”两个阶段展开进行。“外业数据采集”阶段使用Trimble X12三维激光扫描仪对电力管廊进行点云数据采集，扫描速度高达到218.7万点/秒；“内页数据处理”阶段，将获取的点云数据导入相应的处理软件进行内业数据处理，完成点云数据的整理和优化工作。
3.1外业数据采集
扫描设备：因项目方要求最终提交点云和全景照片数据，但在电力管廊的现场环境中，不存在任何自然光源，所以需要选择自带补光灯的三维扫描设备采集全景照片，因此，我们在进行外业数据采集时使用了Trimble X12三维激光扫描仪。

Trimble X12三维激光扫描仪黑暗环境中扫描

Trimble X12三维激光扫描仪黑暗环境中扫描
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Trimble Perspective

为什么选择Trimble X12三维激光扫描？

1.所有架站式扫描仪中最高精度：单站精度≤1 mm；
2.所有架站式扫描仪中最好数据质量：10m处噪声0.2mm；
3.所有架站式扫描仪中最快速度：218.7万点/秒恒定扫描速度；
4.所有相位式扫描仪中最大测程：最大测程365m；
5.所有架站式扫描仪中最小最短测程：最小测程0.3m狭小空间更易施展；
6.所有架站式扫描仪中最大视场角：视场角360°x 320°“灯下黑”面积更小；
7.可自定义区域扫描对重点区域改变扫描分辨率，单独进行扫描，高密度扫描特定区域，大量节约扫描时间；
8.军标三防平板标配Trimble Perspective现场软件，一键式、简明现场工作流程，实时清晰地查看三维点云和图像，现场进行平差精化和导出整体点云与报告；
9.自带闪光灯及HDR成像，无视差相机、着色最准确，8000万像素，全景画质更优良、逼真，所有架站式扫描仪中唯一自带闪光灯的扫描设备，可以在黑暗的环境中获取清晰的照片，曝光达11次的HDR、无视差相机带来准确而又高质量的彩色点云，SmartLight 智能曝光，实现在全黑环境中拍照。

隧道扫描：由于隧道内没有信号，作业时无法分辨方向，通过墙上的编号确认前进方向和起止点。各站之间使用靶球拼接提高整体精度，开启拍照补光灯（快速模式）架站扫描并拍摄全景照片。

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因项目不便展示数据，图片来自网络
3.2内业数据处理
鉴于隧道内部环境重复性较高且空间相对狭窄，本项目采用了扫描靶球的方法以实现各测站点云数据的高精度配准。具体操作流程为：在每测站的前后位置分别布置靶球，以此作为本站点云与相邻前后站点云拼接配准的基准点。在完成配准后，我们进行了严格的精度检查，确保数据质量符合要求，最终输出为.e57格式的点云数据。
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因项目不便展示数据，图片来自网络
数据配准：在现场扫描作业中，由于点云数据的重叠图不足，因此无法利用平板设备实现点云数据的即时拼接。鉴于此，沪敖3D工程师在扫描作业完成后进行点云数据的拼接工作。拼接过程中，工程师采用了自提目标配准技术，通过自动化手段实现点云数据的精确对齐。
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04.项目成果
E57格式点云数据和彩色全景照片：本次项目实施中，沪敖3D的工程师通过扫描得到点云数据，完成了对电力管廊高清彩色全景照片的输出。
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点云数据

05.项目小结

Trimble X12用于隧道扫描优势

（1）高精度和高效率：Trimble X12能够达到毫米级甚至更高的精度，解决高难项目的钥匙，能够快速获取隧道的高精度三维数据，大大提高了数据采集的精度和效率；
（2）无与伦比的图像采集：Trimble X12三维扫描仪不受光线条件限制，能够在黑暗中扫描彩色点云，无需携带灯光，设备自带曝光灯；
（3）卓越的数据质量：极其清晰、纯净的数据，达到亚毫米级的拼接误差；
（4）卓越的测距和速度：0.3米的短距离扫描，使狭窄空间扫描成为可能；扫描速度快，让用户短周期内完成扫描；
（5）现场作业直观而强大：Trimble Perspective通过自动扫描配准和完整的3D可视性来提供无与伦比的外业清晰度，以实时验证数据；

Trimble X12三维扫描仪在多领域的优势应用：

在数字化电力管廊建设中，先进的技术和设备是提升作业准确性和高效性的核心，Trimble X12三维激光扫描仪凭借其高分辨率、精确的点云数据，敏锐、清晰的图像采集，无与伦比的易用性，在环境苛刻的电力管廊扫描项目中发挥着独特的优势。并且，Trimble X12三维激光扫描仪因其卓越的性能和多功能性，在以下多领域有着广泛的应用：
（1）地形和常规测绘
对于土地业权测量、建筑物、道路、十字路口、场地改进、侵占元素和复杂结构，Trimble X12 能够快速捕获其要素。
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（2）民用基建
用户可以从安全距离操作，对桥梁、隧道、大坝和其它民用基建的图纸或模型创建竣工文档，同时区域扫描功能还可提供所关心区域的高分辨率数据。
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（3）工业测绘
对于复杂性工业设施的建模和改造设计，用户可以用 Trimble X12 创建准确的竣工资料。
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（4）现场取证
对于现场取证应用，使用 Trimble X12 的高速扫描和成像功能，可以捕获犯罪现场和车辆事故的信息，并能够最大程度地减少道路关闭，即使是在极端天气条件下。
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（5）文化遗产
Trimble X12 能够帮助用户制定修复还原工作计划，或只是记录历史资料。
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（6）数字孪生
Trimble X12 能够安全有效地创建竣工模型用于扫描到BIM和进行翻新，并为适应性再利用、建筑物扩建以及立面和高程检查提供清晰的资料。
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（7）储罐标定和检查
使用 Trimble X12 可以快速安全地产生准确的数据，用于精确储罐分析，节省时间和资金。
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（8）造船测量
无论船只是在港口还是在干船坞，Trimble X12 都是理想的扫描仪，能够为新施工、设施翻新和优化创建竣工资料。
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Trimble X12的应用不仅限于上述行业，其灵活性和高效性使其成为多个领域中理想的工具，特别是在需要高精度和高分辨率三维数据的场景中。

三维扫描技术推动智慧电网建设

随着科技的进步，电网建设正朝着科技化、智能化和可持续方向发展，三维扫描技术凭借其技术优势在智慧电网建设中发挥着至关重要的作用，它引领着电力系统向数字化、智能化的转型。
高精度测量：三维扫描技术能够提供毫米级的测量精度，这对于电力设施的精确布局和管理至关重要；
快速数据采集：三维扫描仪能够在短时间内完成数据采集，大大缩短了电力设施三维建模的时间；
全面覆盖：三维扫描技术能够覆盖电力设施内的所有设备和结构物，包括复杂的地形和难以到达的区域；
数字化可视化管理：三维模型可以集成到数字化管理平台中，实现电力设施的数字化管理；直观的可视化展示效果，有助于运维人员更好地理解电力设施的布局和设备分布；
提高巡检效率和安全性：利用三维扫描技术可以快速获取电站设备的精确三维模型，进而进行全面的巡检分析，提高巡检效率和安全性。

【沪敖3D】是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业，拥有丰富的三维项目经验，公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。目前主要服务于制造业（汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械）、建筑业（建筑设计、施工、装修等）、文化遗产（博物馆、古建筑、考古等）、数字化工厂、警用公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。

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