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En OXTS hablamos mucho de ayudar a las organizaciones a construir "sistemas completos". LiDAR soluciones topográficas". Pero, ¿qué es una solución topográfica LiDAR completa y por qué debería importarle?
No hay forma de evitarlo. La topografía requiere mucha paciencia. Dependiendo del tipo de encuesta que esté realizando y de lo que quiera conseguir, hay muchos componentes en juego. Además, estos componentes tienen que funcionar al unísono para que usted logre lo que se propone.
Entonces, ¿cuáles son los componentes de esta solución de la que hablamos? Aquí los examinaremos con un poco más de detalle...
Hardware LiDAR
Empezaremos por el hardware. Cuando hablamos de soluciones topográficas, nos referimos principalmente a la topografía LiDAR. La topografía LiDAR es cada vez más popular y esto se debe en parte a que los datos recopilados se pueden utilizar para crear Nubes de puntos 3D. Una nube de puntos es un conjunto de puntos de datos que, recogidos y procesados, crean una representación tridimensional del mundo. Una nube de puntos puede utilizarse una y otra vez para fundamentar las decisiones de un proyecto, lo que la convierte en un valioso recurso.
1 - LiDAR
Ni que decir tiene que para realizar un levantamiento LiDAR y crear una nube de puntos se necesita un sensor LiDAR. Hoy en día hay muchos sensores LiDAR disponibles, cada uno con sus propios casos de uso especializados. Los precios también varían enormemente. Los escáneres más pequeños disponibles en el mercado pueden costar tan sólo 1.500 libras, mientras que un escáner de gama más alta puede costar más de 750.000 libras.
El tipo de estudio que desee realizar le ayudará a decidir qué tipo de escáner necesita. Por ejemplo, si desea realizar un estudio de línea de base larga con un UAV/drone, deberá tener en cuenta el tamaño y el peso del LiDAR.
Además, los distintos escáneres LiDAR emiten a diferentes velocidades. Cuanto mayor sea el número de puntos por segundo que emita el sensor, más densa será la nube de puntos. Hay muchos otros factores que afectan a la precisión de la nube de puntos, como la precisión del propio sensor LiDAR, su alcance y su potencia sobre el alcance, entre otras cosas.
2 - Sistema de navegación inercial (INS)
Ya ha elegido su sensor LiDAR, ¿y ahora qué? Como se ha mencionado anteriormente, hay algunos factores que pueden afectar a la precisión de la nube de puntos. Dependiendo del tipo de estudio que estés realizando (estático o móvil), puede que necesites fusionar datos inerciales con tus datos LiDAR.
Un levantamiento LiDAR estático no necesita tener en cuenta los cambios de posición, rumbo, cabeceo/balanceo o tiempo, pero los levantamientos móviles sí.
Un pequeño error en cualquiera de los factores mencionados puede inutilizar la nube de puntos resultante. Por lo tanto, al realizar un levantamiento móvil, los datos producidos por el sensor LiDAR tendrán que fusionarse con datos inerciales precisos de un INS para ayudar a garantizar la precisión.
El INS proporcionará información muy precisa sobre posición, navegación y tiempo que, combinada con los datos LiDAR, permitirá a los sensores construir una representación tridimensional del entorno en cualquier posición y en cualquier momento.
Las mediciones de posición proporcionadas por el INS son generadas por receptores GNSS a bordo que rastrean múltiples constelaciones de satélites (Galileo, GPS, BeiDou y GLONASS). Las mediciones de navegación proceden de una unidad de medición inercial (IMU) integrada. De este modo se obtienen mediciones de rumbo y cabeceo/balanceo de gran precisión.
Un INS como el OXTS xNAV650 INS es ideal para aplicaciones cartográficas basadas en drones y vehículos aéreos no tripulados. Es ligero, pequeño y proporcionará al sensor LiDAR una precisión de posición de 2 cm, una precisión de rumbo de 0,1° y una precisión de cabeceo/balanceo de 0,05°, garantizando que la precisión de la nube de puntos sea lo más exacta posible.
Software de topografía LiDAR
3 - Software INS
Como ya se ha dicho, un INS proporcionará información precisa sobre posición, navegación y tiempo para combinarla con los datos LiDAR. Pero tiene que haber una manera de configurar el INS para que produzca con precisión los datos necesarios y te permita post-procesarlos y analizarlos.
Hay cuatro funciones principales Un programa informático INS eficaz debe. Debe:
Configure - El software debe ayudar al usuario a configurar el INS para garantizar que produce los mejores datos posibles. Unos asistentes sencillos ayudan a garantizar que no se omita ninguna medición crítica.
Monitor - Un topógrafo debe poder supervisar sus datos en tiempo real y "ver lo que ve el INS".
Post-proceso - Los datos brutos que se registran en tiempo real en el INS se procesan en un formato útil a través de un motor de navegación. Este método se conoce como postprocesado.
Analice - Un buen software INS permitirá un análisis intuitivo de los datos del levantamiento. Le proporcionará las herramientas necesarias para trazar, comprender y exportar los datos de navegación después del levantamiento.
En muchos casos (¡no en todos!), el software supone un coste adicional además del hardware INS y es necesario para utilizar el dispositivo, pero todos los dispositivos INS OXTS incluyen nuestro software NAVsuite de forma gratuita. Puede obtener más información sobre el software descargando el archivo Guía del software OXTS NAVsuite.
4 - Software de georreferenciación LiDAR
Una vez recopilados los datos LiDAR, será necesario georreferenciarlos con los datos de navegación del INS. Esto permitirá al usuario crear la nube de puntos más precisa posible. El software de georreferenciación LiDAR se utiliza para fusionar los dos conjuntos de datos.
Los datos de posición (recogidos por el receptor GNSS) y los datos de navegación (recogidos por la IMU) se combinarán con cada punto recogido por el sensor LiDAR. Este proceso de georreferenciación permite al software comprender la posición del sensor LiDAR, su rumbo y sus ángulos de cabeceo/balanceo para cada punto recogido. Es este proceso el que le permite producir un mapa en 3D de su entorno, cuando está montado en un vehículo cartográfico móvil o UAV/Drone.
Sin embargo, el proceso no es tan sencillo como combinar los dos conjuntos de datos. Hay otros factores en juego que, por desgracia, pueden tener un efecto negativo en los resultados. A menudo, los topógrafos tienen que escribir por su cuenta programas que combinen los datos de navegación y LiDAR para producir nubes de puntos. A menudo, esto no es posible para los topógrafos a pequeña escala que no tienen tiempo o fondos para contratar ingenieros de software. Además, se trata de una norma industrial muy ineficiente que obliga a repetir el mismo trabajo a cada topógrafo, lo que limita el número de funciones adicionales útiles que pueden añadirse.
OXTS Georeferencer se encargará de este paso por el topógrafo, permitiéndole superar este reto por una fracción del coste y con muchas funciones útiles que tal vez no pueda producir por sí mismo.
Para producir una nube de puntos precisa, la orientación entre los marcos de coordenadas de los dispositivos de navegación (INS) y de medición (LiDAR) debe medirse con la mayor precisión posible. Esto es muy difícil a simple vista, pero hay software disponible para ayudar en este proceso.
Utilizar datos para calibrar los ángulos es un método. Puede obtener más información sobre este método de calibración de la mira aquí.
Georreferenciador OXTS es el software de georreferenciación LiDAR de OXTS. Ofrece a los topógrafos la posibilidad de georreferenciar nubes de puntos procedentes de una amplia gama de sensores LiDAR. Cuenta con varias funciones para ayudar a los topógrafos con el proceso de georreferenciación, incluido un visor de configuración de hardware 3D para ayudar a introducir los ángulos de rotación relativos correctos y un gráfico de superposición de tiempo para ayudar a los topógrafos a elegir las horas de inicio y finalización de su topografía. También existe una herramienta opcional de calibración del puntero que utiliza datos para calibrar los ángulos entre los dispositivos de medición y navegación.
Posiblemente, el aspecto más importante de OXTS Georeferencer es que cuenta con una serie de sensores LIDAR ya preintegrados en el software, lo que significa que el difícil trabajo de integración ya está resuelto.
5 - Software de visualización de nubes de puntos
Una vez que hayas georreferenciado tus datos LiDAR y puedas ver tu levantamiento, puedes cargar tus datos en un 3rd herramienta de análisis y visualización de nubes de puntos.
Hay muchas herramientas gratuitas disponibles que te permitirán ver y navegar por tu nube de puntos. En OXTS hay un software que preferimos utilizar, sin embargo hay muchas herramientas gratuitas disponibles que ofrecen características similares.
La herramienta es fácil de usar y tiene varias características que la convierten en nuestro software preferido. Nos gusta especialmente que sea fácil cambiar el campo escalar que se visualiza y sencillo modificar los parámetros de color. Póngase en contacto con nosotros si desea más información al respecto.
En conclusión
Una solución LiDAR completa se compone de cinco elementos clave. Cada uno de ellos debe considerarse cuidadosamente antes de realizar la compra. La solución ideal permitirá una fácil integración en cada una de las cinco etapas para ayudar a garantizar que cada uno de los elementos está trabajando en conjunto para crear la nube de puntos más precisa posible.
- ¿Me dará el sensor LiDAR la densidad necesaria para mi aplicación concreta?
- ¿Es mi INS del tamaño y peso adecuados para mi carga útil?
- ¿Se incluye el software INS con la compra del INS?
- ¿Tendré que comprar un 3rd ¿Qué software de georreferenciación LiDAR es compatible con mi LiDAR?
- ¿Qué funciones necesito de mi programa de análisis y visualización de nubes de puntos?
Éstas son sólo algunas de las preguntas que deberá plantearse antes de crear su solución.
Si necesita asesoramiento contacto OXTS y estaremos encantados de hablar con usted sobre sus planes de encuesta.
Hable con nosotros hoy mismo sobre la topografía con un sensor LiDAR
Póngase en contacto con nosotros para hablar de su proyecto de levantamiento LiDAR. Estaremos encantados de hablar sobre el uso de un INS y el software asociado para ayudarle a crear una nube de puntos 3D precisa específica para su aplicación.
