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礦業:無人機不僅可以上天,還能入地?無人機在露天礦中已有較廣泛的應用,然而在地下礦山中,執行無人機作業卻是不小的挑戰。地下礦井通道狹窄,有時候寬度僅相當于人的肩膀,再加上沒有GPS信號,導致大多無人機無法在如此環境中正常飛行。 但是如今,一款獨特的無人機解決了這個問題——Flyability的Elios2無人機可以在直徑僅3米的地下礦山中順利飛行,利用其拍攝的影像,還可以在Pix4D軟件中生成三維模型。 △地下礦井的三維模型 適應于危險環境的無人機 Elios2 是一款專為在室內或狹小空間設計的無人機,其機體周圍有一個耐撞擊的碳纖維保護籠——不僅可以保護無人機本身,也能保護被無人機撞到的墻體、設備或人員。 △ Elois2自帶的照明系統可提供10000流明的亮度,在光線微弱的環境下也可采集影像信息 加拿大的巴里克黃金公司,主要在全世界從事黃金的勘探和開發。該公司利用Elios 2無人機的獨特性能,對其在美國的地下礦井進行了安全性檢查。 巴里克黃金的一位巖土工程師說說道:“一年前,我覺得在礦下執行無人機作業幾乎是不可能的...因為我們在礦下已經丟失了不少無人機。而在這次任務中,五架Elios無人機在無GPS的情況下也可以穩定飛行,并且全部安全返回。” 地下礦井安全事故防范 在用炸藥炸開礦洞后,礦洞中存在著一些不穩定的巖石,會有隨時崩落的危險。這些松動的石塊,其大小有時相當于一部小汽車,嚴重危害著礦工們的生命安全。 為了防范此類事故的發生,在以前,巴里克黃金會把相機安裝在一根吊桿上,將其盡可能地伸入礦井中更深的地方。可想而知,使用這種方法獲得的信息是很有限的。 礦井中的落石不但危害人身安全,也會損毀那些動輒上百萬美金的大型設備。另外,礦井信息的缺失還會造成廢石混入礦石,甚至遺漏礦石的情況發生。 為了提高采礦安全性和經濟效益,并獲得礦井內部更全面的信息,巴里克黃金公司的工程師利用無人機拍攝的影像,嘗試建立地下礦井的三維模型。 △工程師在屏幕上查看無人機的飛行狀況 工程師向我們介紹了工作流程:“我們可以站在一個安全的區域,讓無人機起飛并前往具有潛在危險的區域。Elois2機體外有一個保護籠,即使在飛行過程中碰撞到坑道內壁或其他結構,也不會對無人機造成損害。無人機自帶的照明系統,可以在執行任務時提供足夠的光源,采集清晰的影像。” 使用無人機的實時圖傳,工程師們可以近距離地觀察礦井內的地質結構,比如說哪里有巖石碎塊掉落,哪里的巖石出現了破裂。 △通過無人機的實時圖傳,可以觀察到落石等危險區域 三維地下礦井 返回地面后,工作人員把Elios 2 拍攝的影像導入Pix4Dmapper中進行處理,生成三維模型。 三維模型能夠提供某一特定時刻,礦井的完整狀況,顯示礦井的總容積。工程師們可以使用這些信息,更好地執行礦井的穩定性分析,風險評估,以及相關地質和工程設計。 △點擊觀看礦井三維動畫 如某區域實施爆破操作后,工程師擔心爆破引起的震動會對附近區域造成影響。這時,他可以比較爆破前后的三維模型,根據巖石位置以及形狀的變化情況,分析可能存在的風險,規劃后續操作。 在Pix4Dmapper的三維模型中,工程師們還可以點擊模型中的任意一個位置,找到該位置對應的原始圖像,查看感興趣的地質特征。比如工作人員在模型上看到某處巖石有一個裂縫,想要判斷它是否會繼續開裂。這時,他可以點擊該位置,然后找到對應的幾張原始圖像,并得以查看更多細節。 △ 點擊模型中的任意一個位置,找到該位置對應的原始圖像 在這個創新的案例中,Elois 2飛入了普通無人機難以進入的黑暗狹窄的地下礦井,采集了關鍵的影像數據,執行安全巡查,并通過Pix4Dmapper生成三維模型以獲取更多信息。 通過這一工作流程,采礦工作的安全性得以提高,人員損傷、設備損失得以減少,從而最終為巴里克黃金公司節省數百萬美元。 |