目前，攀鋼釩的原燃料盤庫(kù)采用便攜式全站儀進(jìn)行測(cè)繪，人員根據(jù)堆料情況打點(diǎn)測(cè)量，理論誤差不超過3%，其測(cè)繪方法存在測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、參與人數(shù)多、準(zhǔn)確度低等問題。能否及時(shí)掌握盤庫(kù)數(shù)據(jù)，直接關(guān)系到生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、能源的利用，其測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠對(duì)公司煉鐵高爐原燃料的保供、財(cái)務(wù)成本核算管理、物料管理、精細(xì)化管理起到了重要的支撐作用。

一、概述

　　攀鋼釩現(xiàn)有露天煤場(chǎng)2個(gè)，露天礦場(chǎng)1個(gè)，廠房?jī)?nèi)堆場(chǎng)3個(gè)。攀鋼釩公司受地理位置限制，其露天的煤場(chǎng)和廠房?jī)?nèi)的堆場(chǎng)面積都不大，煤的品種有10多種，礦的品種有9種，采用人工測(cè)量，耗時(shí)耗力，且不安全。為了能夠準(zhǔn)確掌握原燃料的品種及庫(kù)存數(shù)據(jù)，更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，攀鋼釩公司利用無人機(jī)對(duì)儲(chǔ)煤、礦場(chǎng)的全區(qū)域進(jìn)行盤庫(kù)，提高了工作效率和測(cè)量準(zhǔn)確度。

二、系統(tǒng)組成

　　無人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無人機(jī)”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無人機(jī)盤料儀主要由大疆生產(chǎn)的悟Inspire2四軸航拍飛行器變形無人機(jī)，專業(yè)測(cè)繪級(jí)單反相機(jī)、遙控系統(tǒng)， 蘋果mini 4顯示屏等四個(gè)硬件組成。它采用創(chuàng)新影像處理平臺(tái)，高清圖像傳輸系統(tǒng)，傳輸距離約5km，飛行參數(shù)、高清圖像通過蘋果顯示器實(shí)時(shí)顯示，其水平飛行速度可達(dá)94km/h，下降速度可達(dá)9m/s，電池續(xù)航時(shí)間為30min，飛行控制系統(tǒng)能讓無人機(jī)精準(zhǔn)響應(yīng)指令，時(shí)刻保持穩(wěn)定飛行。同時(shí)，它還有飛行避障的功能，距物體1m會(huì)報(bào)警提醒，避免螺旋槳打到物體而造成斷槳摔機(jī)。當(dāng)信號(hào)失聯(lián)或電量低時(shí)，具有自動(dòng)返航降落功能，目前此款無人機(jī)是市面上較為先進(jìn)的專業(yè)級(jí)無人機(jī)。

　　首次飛行，需根據(jù)不同的場(chǎng)地設(shè)置不同的無人機(jī)飛行航線，航線外框范圍必須大于堆料場(chǎng)地，否則合成的立體三維圖形不完全；同時(shí)也利于基準(zhǔn)面的選擇，后期進(jìn)行圖形切割時(shí)有統(tǒng)一的基準(zhǔn)面。第一次航線設(shè)置后，可將航線保存在軟件中，下次飛行直接進(jìn)行航線導(dǎo)入即可。無人機(jī)將按照設(shè)置的航線自動(dòng)飛行，飛行拍攝過程中無需人為干預(yù)，高度自動(dòng)化。無人機(jī)空中可在20min盤點(diǎn)10000m2的料場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)間根據(jù)場(chǎng)地大小而定，最大的場(chǎng)地約20min飛行完畢，完全無盲區(qū)。獲取的拍攝照片存儲(chǔ)在128G的SD卡中，通過計(jì)算機(jī)將照片導(dǎo)入某公司自主開發(fā)的三維圖形軟件(VR建模技術(shù))中，建模點(diǎn)云數(shù)量達(dá)1000萬個(gè)，形成高準(zhǔn)確度三維效果圖。軟件處理后生成的三維立體模型可以完美重現(xiàn)料堆各個(gè)細(xì)節(jié)，畫面十分逼真，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高。再通過體積處理專業(yè)軟件對(duì)三維立體堆料圖進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算建模體積，從而得出每種原燃料的體積。

　　根據(jù)2013年11月中國(guó)民用航空局(CAAC)下發(fā)的《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，由中國(guó)AOPA協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)民用無人機(jī)的相關(guān)管理。根據(jù)該規(guī)定，中國(guó)內(nèi)地?zé)o人機(jī)操作按照機(jī)型大小、飛行空域可分為11種情況，重量小于或等于7kg的微型無人機(jī)，飛行范圍在目視視距內(nèi)半徑500m、相對(duì)高度低于120m范圍內(nèi)，無須證照管理。而攀鋼釩的物料場(chǎng)地因受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制，無人機(jī)設(shè)置的飛機(jī)高度為80m，飛行速度為1.2m/s，所以無需拿證，使用方便，機(jī)動(dòng)靈活。

三、便攜式全站儀與無人機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)與比對(duì)

　　為了保證原燃料盤庫(kù)的及時(shí)準(zhǔn)確，驗(yàn)證無人機(jī)測(cè)量方法的科學(xué)、有效、高效，特選擇攀鋼釩公司礦場(chǎng)作為測(cè)試對(duì)象，進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量，采用2018年12月份礦場(chǎng)物料，測(cè)試人員在相同條件下多次進(jìn)行測(cè)量，具體測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。 

表1  便攜式全站儀與無人機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)比對(duì)

　　從三次測(cè)量的數(shù)據(jù)來看，便攜式全站儀與無人機(jī)的差異比較小，無人機(jī)整體測(cè)出的數(shù)據(jù)偏高，高空俯視拍照，其物料形狀能夠完整地體現(xiàn)出來，更能準(zhǔn)確真實(shí)地反映物料的情況。

四、結(jié)束語

　　通過近6個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)用，該無人機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。但是仍需要注意的是，由于無人機(jī)是通過衛(wèi)星定位，遇干擾如大風(fēng)會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)與遙控器失聯(lián)，盡管無人機(jī)有飛行避障功能，但是需再次重新飛行，所以應(yīng)盡量避開極端天氣飛行。另外，生成三維圖形的計(jì)算機(jī)配置一定要高，占用內(nèi)存大，在處理軟件時(shí)，不能執(zhí)行其他程序文件，否則計(jì)算機(jī)很容易死機(jī)。運(yùn)用體積處理軟件時(shí)，需要注意的是基準(zhǔn)面的選取必須一致，以減少誤差。

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本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2019年第7期

作者：四川攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩制造部  茍連敏