¿Cómo se crea una nube de puntos? (¿Qué es una nube de puntos georreferenciada?)

Los datos de navegación suelen proceder de un sistema de navegación inercial (INS). Un INS es un sofisticado combinador de unidad de medición inercial (IMU) y sistema mundial de navegación por satélite (GNSS) para obtener los mejores datos de navegación, de modo que un dispositivo sepa en qué parte del mundo se encuentra y cómo se está moviendo. OXTS es líder mundial en sistemas inerciales y GNSS desde 1998. Las coordenadas del INS se añaden vectorialmente a las coordenadas de punto del LiDAR para obtener las coordenadas finales que se utilizarán en la nube de puntos. Esto permite colocar el dispositivo LiDAR en un vehículo como una furgoneta o un vehículo aéreo no tripulado (UAV) con un sistema de navegación inercial e inspeccionar grandes áreas de forma eficiente en lugar de realizar varias inspecciones estáticas y unirlas.

Los ángulos que nos parecen minúsculos pueden convertirse en grandes problemas a grandes distancias. Imaginemos que dos líneas deberían ser exactamente paralelas, pero en su lugar hay un desplazamiento de 0,5° entre ellas. Si nos centramos en el punto en el que se cruzan las líneas, este ángulo parece pequeño, pero si lo extrapolamos a una distancia de 10 m, obtendremos un desplazamiento lineal entre las líneas de aproximadamente 10×0,5/360 2π=0,09 m=9 cm. Este problema se denomina desalineación del eje y se produce cuando dos sistemas de coordenadas no están exactamente alineados. Y esto se convierte en un problema en aplicaciones en las que se busca precisión centimétrica y se observan objetos a decenas de metros de distancia, por ejemplo, la topografía LiDAR. La gente quiere obtener las nubes de puntos más precisas, pero para ello tienen que conseguir la calibración angular más exacta entre los marcos de coordenadas del dispositivo de navegación y el LiDAR. En distancias de 50 metros, estos ángulos deben calibrarse con una precisión de 0,1°, lo que resulta extremadamente difícil. El ojo humano a menudo no puede percibir ángulos con más precisión que un grado e incluso los montajes modelados con CAD lo tendrán difícil cuando todo esté dicho y hecho. El montaje de la IMU dentro de la unidad INS y el verdadero sistema de coordenadas láser también pueden diferir de la especificación en ángulos tan pequeños.

Además del problema de los ángulos, también hay que tener en cuenta los desplazamientos lineales. El LiDAR y el INS estarán montados a cierta distancia el uno del otro y esto también tiene que medirse. Esto suele ser menos problemático que el desplazamiento angular porque su efecto no se ve exacerbado por la distancia, pero puede ser un problema, sobre todo cuando se mide la misma zona desde varias direcciones. Si tienes un desplazamiento de 5 cm en un eje entre la realidad y tus mediciones, entonces tendrás un desplazamiento constante de 5 cm en ese eje en todos los puntos de tu nube de puntos, sin embargo, si luego te das la vuelta y mides en la dirección opuesta, ese mismo desplazamiento de 5 cm se aplica en la dirección opuesta. Tendrás dos iteraciones de todos los objetos que has medido, con 10 cm de diferencia. Esto suele denominarse "doble visión". Para que una nube de puntos georreferenciada tenga la máxima precisión en la localización de sus puntos, necesita tener una configuración bien calibrada con los ángulos y desplazamientos lo más cercanos a la realidad posible.

El software OXTS Georeferencer ofrece a los usuarios no sólo la posibilidad de crear nubes de puntos con sus datos, sino también de calibrar la configuración utilizada.

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