De flesta mätinstrument bygger på en av två saker för att veta var de befinner sig: satellitsignal eller synligt ljus. Ta bort båda två samtidigt – vilket är precis vad som händer när du går ner i en tunnel eller en gruva – och de flesta traditionella verktyg slutar fungera ordentligt. Det är ett av skälen till att underjordisk mätning historiskt har varit både långsammare och mer osäker än motsvarande arbete ovan jord.
Det här är sjätte och sista delen – för den här gången – i vår serie om 3D-laserscanning, och vi avslutar med kanske den mest krävande miljön av alla: tunnlar och gruvor. Vi på RoboService får allt oftare frågor om huruvida tekniken vi redan använder för skogsbruk, byggmätning och kulturarv även fungerar under jord – och svaret är ja, av en anledning som förtjänar en förklaring.
Varför GPS aldrig fungerar under jord
GNSS-baserad positionering – det vi vardagligt kallar GPS – bygger på att en mottagare har fri sikt mot flera satelliter samtidigt för att beräkna sin egen position genom triangulering. Berg, betong och jordmassor blockerar den signalen fullständigt. Det är inte en fråga om svag täckning som kan förbättras med bättre utrustning – signalen når helt enkelt aldrig fram. Traditionell geodetisk mätning under jord har därför historiskt förlitat sig på fasta referenspunkter som måste sättas upp, mätas in och underhållas manuellt genom hela tunnelns eller gruvans utsträckning – ett arbete som både tar tid och är känsligt för fel som förs plantera längs vägen.
SLAM-tekniken som löser problemet
Den teknik vi använder i FJD Trion-systemen heter SLAM – Simultaneous Localization and Mapping. Istället för att lita på extern signalering bygger instrumentet sin egen positionering genom att kontinuerligt jämföra sin omgivande geometri mot sig själv, flera gånger per sekund. Så länge det finns fysiska strukturer att referera mot – tunnelväggar, bergytor, installationer – spelar det ingen roll om det finns satellitsignal eller inte. Det är uttryckligen en av de användningsområden FJD själva lyfter fram för tekniken: scenarier helt utan satellitsignal, som inomhusmiljöer och underjordiska områden.
Det andra stora problemet under jord – bråndeömheten från avsaknad av naturligt ljus – löses av att LiDAR helt enkelt inte är beroende av yttre belysning överhuvudtaget. En LiDAR-sensor är aktiv: den sänder själv ut laserljus och mäter hur det reflekteras tillbaka. Det gör skanningen lika användbar i totalt mörker som mitt på dagen, utan att behöva bygga upp en tillfällig belysningsrigg först – något som annars är standard för kamerabaserade metoder under jord.
Vad du faktiskt kan göra med datan
När punktmolnet väl är insamlat öppnas samma möjligheter som ovan jord, fast tillämpade på helt andra frågor. Profilkontroll är kanske det mest direkt användbara: du kan jämföra den faktiskt utsprängda tunnelprofilen mot det ursprungligen projekterade tvärsnittet, och direkt i punktmolnet identifiera var för mycket eller för lite berg har tagits bort – information som annars är svår att få fram utan omfattande manuell mätning.
Volymberäkning är en annan naturlig tillämpning – sprängmassor, upplag och schaktprogression kan kvantifieras beröringsfritt genom att jämföra scanningar tagna vid olika tidpunkter, istället för att uppskatta volymer för hand. Och eftersom hela processen är digital blir dokumentationen automatiskt ett permanent arkiv över bergförstärkning, installationer och tunneldrivningens olika skeden – värdefullt både för framtida underhåll och för att minska hur länge personal behöver vistas i en potentiellt riskfylld miljö.
Flexibel montering för svåråtkomliga utrymmen
Precis som i övriga användningsområden vi gått igenom i den här serien finns flera monteringsalternativ beroende på situationen. Handhållen scanning passar för gångbara sektioner och detaljerad inspektion av enskilda avsnitt. Ryggsäcksmontering fungerar bra för längre sträckor där händerna behövs fria för annat arbete under framåtrörelsen. Och för miljöer där personal helst inte bör vistas – direkt efter en sprängning, till exempel – kan utrustningen monteras på robothund eller fordon för snabb, upprepningsbar kartläggning utan att någon person behöver gå in i området först.
Utrustningen är också byggd för att tåla de fysiska påfrestningarna som följer med en aktiv gruv- eller tunnelmiljö – IP54-klassad och funktionsduglig mellan -20 och 50 grader, vilket täcker det mesta från nordiska vinterförhållanden till varma underjordiska driftsmiljöer.
Samma mjukvara, samma dataformat
En praktisk fördel värd att lyfta fram är att bearbetningen sker i exakt samma mjukvara – FJD Trion Model – oavsett om datan kommer från en skogsscanning, en byggnadsuppmätning eller en tunnelsättning under jord. Punktmoln, 3D Gaussian Splatting-modeller och mesh-export fungerar identiskt, vilket betyder att en organisation som redan använder tekniken för ett område inte behöver lära sig ett helt nytt system för att börja tillämpa den under jord. Det sänker tröskeln avsevärt för organisationer som redan har utrustningen för andra ändål och överväger att utöka användningen.
En ärlig kommentar om erfarenhet
Till skillnad från de tidigare delarna i den här serien har vi ännu inte ett konkret, publicerat kundcase från tunnel- eller gruvmiljö att visa upp. Det vi kan garantera är att den underliggande tekniken – SLAM-baserad scanning utan beroende av GPS eller yttre ljus – är exakt densamma som redan är verifierad i de skarpa fallstudier vi gått igenom i tidigare delar av serien, bara tillämpad på en annan miljö. Vi tycker det är viktigare att vara tydliga med det än att måla upp en skarpare bild än vad vi faktiskt kan stå för.
Det gäller även kompetensen runt omkring utrustningen – samma personal som redan kan tolka punktmoln från ett byggprojekt eller en skogsinventering har goda förutsättningar att göra samma sak under jord, istället för att behöva bygga upp en helt separat specialistkompetens från grunden.
RoboService under jord
På vår sida om FJD Trion för tunnel och gruva går vi igenom kapacitet och utrustning i mer detalj. För längre sträckor rekommenderar vi ofta S2-serien med sin räckvidd på upp till 300 meter, medan P1 och P2 passar bättre för detaljerad inspektion i mindre utrymmen.
Har ni ett tunnel- eller gruvprojekt där ni funderar på om 3D-scanning skulle kunna ersätta eller komplettera nuvarande mätmetoder? Hör av dig till RoboService, så går vi tillsammans igenom vad som skulle passa er specifika miljö – och är ärliga om var teknikens gränser faktiskt går.
Det här avslutar den första omgången av vår introduktionsserie om 3D-laserscanning. Håll utkik efter fördjupningsdelarna som börjar publiceras inom kort – där går vi djupare in i varje område vi har introducerat här.