一、背景

　　石化工廠的安全運(yùn)維是一項重要工作。但是如果工廠工程資料保存不完整或者太過陳舊，不能反映廠區(qū)真實(shí)現(xiàn)狀，就難以實(shí)現(xiàn)石化工廠的數(shù)字化管理。一般使用三維激光掃描儀完成工廠數(shù)字化可以獲取廠區(qū)的精確點(diǎn)云，生成三維模型，提升運(yùn)營效率，減低安全風(fēng)險。

　　而工廠內(nèi)部一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部空間狹小，管道設(shè)施密集，遮擋嚴(yán)重，通視條件差，面對這種條件，一些常見的掃描儀架站拼接困難，提高數(shù)據(jù)獲取效率和保證作業(yè)的安全性尤為重要。

　　徠卡RTC360三維激光掃描儀以其輕小便攜、高速、精準(zhǔn)、操作簡單、智能拼接等優(yōu)勢助力石化工廠數(shù)字化管理運(yùn)維。

　　圖1 某工廠錯綜復(fù)雜的設(shè)施

　　二、項目概況

　　上海某高爐項目，作業(yè)平臺約 30m*20m，共 20 層，約 60米高，每層平臺外圍有狹窄通道，拐彎較多，內(nèi)部管線設(shè)施密集復(fù)雜，通視條件極差。原有設(shè)計模型和現(xiàn)狀不符，為了工廠數(shù)字化，需要進(jìn)行三維掃描。

　　三、項目過程

　　踏勘

　　制定合理的設(shè)站方式、掃描路線和點(diǎn)云拼接方式。

　　數(shù)據(jù)采集

　　架設(shè)碳纖維三腳架，卡扣式安裝掃描儀，自由設(shè)站。每站采用6mm@10m分辨率采集點(diǎn)云和HDR全景影像，開啟 VIS 視覺追蹤技術(shù)，無需擺放標(biāo)靶，無需通視，實(shí)現(xiàn)自動拼接站點(diǎn)，大幅提高了采集效率。一站數(shù)據(jù)不到2min即可完成。

　　換站采集，放穩(wěn)即測，速度超快。13層作業(yè)平臺共采集109站，共耗時4.5小時。

　　圖2 RTC360正在采集數(shù)據(jù)

　　三維激光掃描可全方位獲取三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，無論是復(fù)雜的法蘭還是立柱都能夠清晰完整的獲取。基于高精度高質(zhì)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，三維建模才能夠更精細(xì)。

　　數(shù)據(jù)導(dǎo)入與自動拼接

　　VIS 視覺追蹤技術(shù)搭配徠卡Register360軟件的智能拼接功能實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云的全自動拼接，大大減少了拼接時間。為了進(jìn)一步提高整體點(diǎn)云精度，拼接點(diǎn)云構(gòu)成閉合環(huán)。

　　圖3數(shù)據(jù)導(dǎo)入完即可實(shí)現(xiàn)自動拼接

　　碰撞檢測和模型更新

　　根據(jù)原有設(shè)計模型和圖紙創(chuàng)建工廠管線模型和平臺相關(guān)模型。

　　將模型和點(diǎn)云數(shù)據(jù)同時導(dǎo)入Navisworks，一鍵碰撞分析，檢測出原有設(shè)計模型與真實(shí)點(diǎn)云模型有差異的位置，并依據(jù)點(diǎn)云的精準(zhǔn)位置和尺寸信息進(jìn)行模型修改調(diào)整，實(shí)現(xiàn)真實(shí)現(xiàn)狀模型的工廠數(shù)字化。

　　圖4 設(shè)計模型與點(diǎn)云對比檢測

　　圖 5 更新后的高精度工廠模型

　　四、項目總結(jié)

　　1，數(shù)據(jù)質(zhì)量好：徠卡RTC360掃描儀以其優(yōu)越的測角和測距精度確保了點(diǎn)云可靠性，超低的噪音確保了復(fù)雜設(shè)施的細(xì)節(jié)點(diǎn)云質(zhì)量。

　　2，作業(yè)效率高：徠卡RTC360掃描儀小巧輕便，無需對中整平，設(shè)站方便，無需標(biāo)靶，單站采集時間短，可以自動拼接。相比常規(guī)掃描儀兩天才能完成的工作，徠卡RTC360半天即可完成。

　　3，簡單、高度自動化：不僅是數(shù)據(jù)采集的操作簡單，而且數(shù)據(jù)拼接自動化，大大降低了技術(shù)難度和勞動強(qiáng)度。