Đo thể tích thùng xe tải bằng LiDAR 3D: Giải pháp quét đám mây điểm khi xe qua cổng

Đo thể tích thùng xe tải bằng LiDAR giải quyết một việc cụ thể: biết mỗi chuyến cát, đất, đá thực sự giao bao nhiêu m³ mà không phải dừng xe ở cổng. Ước lượng bằng mắt hay đo tay từng chuyến cho ra mỗi người một con số và không để lại bằng chứng khi nghiệm thu. Bài này giải thích nguyên lý quét đám mây điểm, điều kiện lắp đặt, quy trình đo và những việc cần chuẩn bị, dựa trên giải pháp Smart Box AI đo khối tích xe tải và xà lan của An Ninh Số.

LiDAR và đám mây điểm là gì?

LiDAR (Light Detection and Ranging) đo khoảng cách bằng xung laser: cảm biến phát tia, đo thời gian tia phản xạ trở về và suy ra khoảng cách tới bề mặt. Khi quét liên tục một vật đang di chuyển, mỗi lần quét cho một mặt cắt; ghép các mặt cắt lại được đám mây điểm, tức tập hợp rất nhiều điểm có tọa độ không gian mô tả hình dạng bề mặt.

Với thùng xe tải, đám mây điểm cho biết hình dạng thành thùng, đáy thùng và bề mặt đống hàng. Khác với ảnh chụp thông thường, LiDAR đo trực tiếp khoảng cách nên dựng được hình 3D của đống hàng, kể cả phần hàng nhô trên thành thùng. Đây là cơ sở để tính m³ bằng số đo thay vì ước lượng theo cảm quan.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo thể tích bằng LiDAR

Một trạm xe tải gồm cổng khung thép vượt đường, cảm biến LiDAR treo khoảng 8 m quét thùng xe từ trên xuống, camera AI đọc biển số trước và sau, máy tính biên dựng hình 3D và phần mềm Smart Box AI. Với xe dài, trạm có thêm một LiDAR đo vận tốc.

Khi xe chạy qua cổng dưới 15 km/h, LiDAR dựng hình 3D thùng xe và đống hàng. Hệ thống đo dài, rộng, cao của thùng và của đống hàng, rồi tính m³ hàng gồm phần trong lòng thùng và phần nhô trên thành thùng. Kết quả dựa trên bề mặt thực của đống hàng và được so với khuôn thùng đã đăng ký của chính xe đó.

Khuôn thùng là điểm mấu chốt. Mỗi xe đăng ký một lần bằng cách chạy rỗng qua cổng 3 lượt ở các tốc độ khác nhau. Hệ thống lưu kích thước lòng thùng và đáy thùng làm chuẩn cho mọi lần đo sau, đồng thời kiểm tra độ lặp lại. Khi kích thước đo được khác khuôn, phần mềm cảnh báo nghi đổi xe hoặc nâng thành.

Mỗi lần đo có điểm chất lượng từ 0 đến 100, tính theo tốc độ, mức che khuất và thời tiết. Lần đo điểm thấp tự chuyển sang hàng chờ xác minh thay vì được ghi nhận như kết quả bình thường.

Yêu cầu kỹ thuật khi triển khai hệ thống

Trạm đo cần mặt bằng và hạ tầng phù hợp. Các yêu cầu chính theo thiết kế trạm xe tải:

• Cổng khung thép mạ kẽm vượt đường, thông thủy tối thiểu 6,5 m, có mái che cho cảm biến.
• Đoạn đường thẳng, phẳng khoảng 30 m trước và sau cổng, có gờ giảm tốc và biển báo 15 km/h.
• Camera 8MP đọc biển số trước và sau, hoạt động ngày đêm.
• Thêm một LiDAR đo vận tốc cho xe dài.
• Tủ điện IP65 có quạt và hút ẩm, UPS, chống sét nguồn và mạng, tiếp địa.
• Nguồn điện lưới hoặc máy phát; trạm tiêu thụ khoảng 1,5–1,9 kWh/ngày, chạy 24/24. Nơi chưa có điện có thể chào thêm hệ solar riêng.

Kết cấu thép được gia công theo kích thước thực tế sau khảo sát. Trạm áp dụng cho xe ben 2–4 chân và sơ mi rơ moóc thùng hở chở cát, đất, đá. Tại chốt bảo vệ có thể dùng chung đầu ghi, TV và máy chủ của hệ thống camera hiện có.

Quy trình đo thể tích thùng xe tải

Quy trình đo diễn ra tự động khi xe qua cổng, cả lúc vào lẫn lúc ra:

1. Xe tiến vào vùng đo; camera AI đọc biển số trước và sau, chụp ảnh rõ nhất của lượt.
2. LiDAR quét thùng xe khi xe chạy qua cổng, xe không cần dừng.
3. Máy tính biên dựng hình 3D thùng và đống hàng, tính m³ hàng và phần nhô trên thành thùng.
4. Hệ thống so kích thước với khuôn thùng, chấm điểm tin cậy lần đo và kiểm tra các ngưỡng cảnh báo.
5. Lúc xe ra, cổng đo lại thùng rỗng; hệ thống ghép lượt vào có hàng với lượt ra rỗng của cùng xe.
6. Chuyến được đóng với m³ thực giao = m³ vào − m³ còn sót, kèm tấn quy đổi theo bảng khối lượng riêng do Chủ đầu tư ban hành.

Dữ liệu mỗi chuyến gồm biển số, nhà thầu, giờ vào, giờ ra, thời gian ở trong công trường, kích thước thùng và đống hàng, m³ vào, m³ còn sót, m³ thực giao, tấn quy đổi, hình 3D, ảnh và clip camera lúc qua cổng, cùng điểm tin cậy. Thời gian có kết quả ≤ 30 giây là chỉ tiêu đề xuất, hai bên thống nhất lại theo kết quả chạy thử 4 tuần.

Về quy đổi tấn: khối lượng riêng của cát, đất, đá thay đổi theo độ ẩm và độ chặt, nên hệ số quy đổi cần do Chủ đầu tư ban hành theo từng loại vật liệu. Nếu công trường đã có trạm cân, việc ghép số liệu qua API để theo dõi khối lượng riêng thực tế theo thời gian là hạng mục mở rộng theo dự án, cấu hình khi khảo sát trạm cân hiện có.

Những lưu ý để số đo đáng tin cậy

Độ tin cậy của số đo phụ thuộc nhiều vào kỷ luật tại cổng. Đây là các quy định Chủ đầu tư cần ban hành cho nhà thầu:

• Mở bạt che thùng trước cổng đo.
• Chạy đúng tốc độ 15 km/h, mỗi lần chỉ một xe qua cổng.
• Xe ra cũng phải qua cổng đo để có số m³ còn sót.
• Nộp đầy đủ danh sách xe của từng nhà thầu để đăng ký khuôn thùng.

Khi xe còn phủ bạt, chạy quá nhanh hoặc hai xe quá sát nhau, hệ thống báo “Không đo được” và đưa chuyến vào hàng chờ xác minh. Cán bộ xem ảnh, hình 3D, clip camera rồi duyệt hoặc điều chỉnh; mọi thay đổi được ghi nhật ký và chỉ Chủ đầu tư được điều chỉnh số m³.

Các cảnh báo khác gồm thiếu tải (mặc định dưới 85% dung tích thùng), vượt thành (đống hàng cao hơn thành thùng quá 0,3 m), xả không hết (xe ra còn sót trên 0,5 m³) và phương tiện lạ không có trong danh sách đăng ký. Ngưỡng do Chủ đầu tư cài đặt.

Bảng so sánh phương pháp đo truyền thống và LiDAR 3D

So với đo tay, đo bằng LiDAR 3D khác ở ba điểm: xe không phải dừng, mỗi số đo có hình 3D và ảnh làm bằng chứng, và mỗi chuyến được kiểm tra với khuôn thùng của chính xe đó.

Tiêu chí	Đo thủ công	LiDAR 3D
Cách đo	Ước lượng bằng mắt, đo tay từng chuyến	Quét 3D thùng xe khi xe chạy qua cổng
Yêu cầu xe	Dừng từng xe, dễ ùn ở cổng	Chạy qua dưới 15 km/h, không dừng
Độ chính xác	Mỗi người một con số	Chỉ tiêu đề xuất ≤ ±3% (chuyến từ 10 m³), thống nhất lại sau chạy thử
Thời gian có kết quả	Phụ thuộc người đo	Chỉ tiêu đề xuất ≤ 30 giây
Bằng chứng	Ghi chép tay	Biển số, ảnh, hình 3D, clip, điểm tin cậy từng chuyến
Đổi xe, nâng thành	Khó phát hiện	So với khuôn thùng đã đăng ký, cảnh báo khi lệch
Hàng còn sót khi ra	Thường không kiểm	Đo lại lúc ra, trừ vào m³ thực giao

Hiệu chuẩn trước khi dùng số đo để thanh toán

Số đo LiDAR chỉ nên dùng cho nghiệm thu, thanh toán khi trạm đã được hiệu chuẩn tại hiện trường và chạy thử 4 tuần. Trình tự hiệu chuẩn trạm xe tải:

1. Khối chuẩn: đặt khối thép kích thước đã biết dưới cổng đo để căn chỉnh cảm biến.
2. Xe rỗng: mỗi xe chạy qua 3 lần ở các tốc độ khác nhau để lập khuôn thùng và kiểm tra độ lặp lại.
3. Đối chứng xe có hàng: san phẳng mặt hàng ngang thành thùng và đo tay; có trạm cân thì đối chứng thêm theo tấn.
4. Định kỳ: kiểm tra lại bằng khối chuẩn mỗi tháng và sau mỗi lần di dời trạm.

Nghiệm thu dựa trên 50 chuyến xe tải có đối chứng trong 7 ngày liên tục. Phần mềm xuất bảng so sánh m³ đo, m³ đối chứng và sai số từng chuyến để hai bên ký xác nhận. Các chỉ tiêu như tỷ lệ chuyến đo được ≥ 95%, sai số ≤ ±3% với chuyến từ 10 m³ và thời gian có kết quả ≤ 30 giây đều là chỉ tiêu đề xuất, hai bên thống nhất lại theo kết quả chạy thử 4 tuần.

Giải pháp Smart Box AI của An Ninh Số

Smart Box AI do Việt Đức Trí Group phát triển, An Ninh Số cung cấp và triển khai, gồm trạm đo xe tải, trạm đo xà lan và phần mềm quản lý chuyến trên máy chủ tại công trường. Những điểm đáng chú ý với bài toán đo thùng xe tải:

• Mỗi trạm tự xử lý và cho kết quả tại chỗ; mất mạng vẫn đo, lưu đệm tối thiểu 7 ngày và tự gửi bù khi có kết nối.
• Dữ liệu lưu tại công trường và máy chủ của dự án; các trạm gửi kết quả về trung tâm qua VPN.
• Giám sát thiết bị: báo khi mất tín hiệu LiDAR, camera, nguồn điện hoặc khi kính cảm biến cần vệ sinh.
• Phân quyền cho Chủ đầu tư, giám sát, bảo vệ, kế toán, quản trị.
• Báo cáo theo ngày, ca, tuần, tháng, theo nhà thầu và từng xe; đối soát lượt xe giữa các cổng.
• Xuất Excel/CSV, PDF và API để kết nối trạm cân hoặc phần mềm kế toán của dự án.

Chủ đầu tư theo dõi qua web app trên máy tính và điện thoại; bảo vệ xem trên TV tại chốt và xác nhận các chuyến được hệ thống đánh dấu. Cấu hình trạm, phần mềm và bảng chỉ tiêu đầy đủ có tại trang đo khối tích xe tải, xà lan bằng LiDAR và camera AI.

Câu hỏi thường gặp

Đo thể tích thùng xe tải bằng LiDAR có sai số bao nhiêu?

Chỉ tiêu đề xuất là sai số khối tích ≤ ±3% với xe tải (chuyến từ 10 m³) và ≤ ±5% với xà lan, so với đối chứng. Đây là chỉ tiêu đề xuất, hai bên thống nhất lại theo kết quả chạy thử 4 tuần tại hiện trường trước khi nghiệm thu.

Xe cần chuẩn bị gì trước khi qua cổng đo?

Xe phải mở bạt che thùng trước cổng đo, chạy đúng tốc độ 15 km/h và mỗi lần chỉ một xe qua cổng. Xe ra cũng phải qua cổng đo để hệ thống tính phần hàng còn sót. Với xà lan, tốc độ qua khung đo là 5 km/h theo phao luồng.

Hệ thống có đo được ban đêm không?

Có. Trạm chạy 24/24, camera đọc biển số trước và sau hoạt động ngày đêm. Mỗi lần đo có điểm tin cậy từ 0 đến 100 theo tốc độ, mức che khuất và thời tiết; lần đo kém tự chuyển cán bộ xác minh.

Khi đo không thành công thì xử lý thế nào?

Chuyến được đưa vào hàng chờ xác minh kèm lý do. Cán bộ xem ảnh, hình 3D và clip camera rồi duyệt, điều chỉnh hoặc loại. Mọi thay đổi được ghi nhật ký; chỉ Chủ đầu tư được điều chỉnh số m³.

Mất mạng hoặc mất điện lưới thì sao?

Mỗi trạm tự xử lý và cho kết quả tại chỗ, nên vẫn đo khi mất kết nối, lưu đệm tối thiểu 7 ngày và tự gửi bù khi có mạng. Tủ điện có UPS, chống sét nguồn và mạng; phần giám sát thiết bị báo ngay khi mất nguồn điện hoặc mất tín hiệu LiDAR, camera.

Có kết nối được trạm cân và phần mềm đang dùng không?

Có. Hệ thống xuất Excel/CSV và có API để kết nối trạm cân hoặc phần mềm kế toán của dự án. Việc dùng số liệu trạm cân để theo dõi khối lượng riêng thực tế theo thời gian là hạng mục mở rộng theo dự án, cấu hình khi khảo sát trạm cân hiện có.

Có thể lắp nhiều cổng đo trong cùng dự án không?

Có. Các trạm gửi kết quả về máy chủ tại công trường; phần mềm đối soát lượt xe giữa các cổng và tổng hợp báo cáo theo nhà thầu, theo từng xe. Số trạm và vị trí đặt được xác định khi khảo sát hiện trường.

Cần đo thể tích thùng xe tải bằng LiDAR cho công trường, mỏ hoặc bãi chứa? An Ninh Số khảo sát hiện trường, trình diễn cách đo và đề xuất bố trí trạm theo mặt bằng thực tế. Gọi hotline 0796 700 777 hoặc xem giải pháp đo khối tích xe tải và xà lan Smart Box AI.