El papel de la cartografía móvil en las infraestructuras y la construcción

En este blog, nosotros le explicará cómo funciona la cartografía móvil en La infraestructura y la construcción permiten una ejecución más rápida y eficaz de los proyectos.. Nosotros explicará cómo funciona la cartografía móvil y su papel en la construcción, el beneficios y retos, además de algunas aplicaciones reales y estudios de casos.

Por qué la cartografía móvil está ganando impulso: El cambio a una infraestructura digital

El auge de la cartografía móvil se debe a una confluencia de factores. Uno de los principales es que los clientes esperan un nivel de calidad más alto y una entrega más rápida que nunca. Afortunadamente, el hardware cartográfico es cada vez más sofisticado y barato, mientras que el software es cada vez más rápido y avanzado, lo que permite a las empresas de construcción e infraestructuras satisfacer esas demandas de los clientes.  

El resultado es que las industrias de la construcción y las infraestructuras se están convirtiendo cada vez más, y en algunos casos predominantemente, en un sector digital. Los ingenieros utilizan estudios, sensores IoT y modelos de información de construcción (BIM) para la planificación, la supervisión de la seguridad, la simulación del rendimiento y la optimización de proyectos. Construyen gemelos digitales en tiempo real de estructuras físicas. Después de la construcción, utilizan sensores para controlar todo, desde las bombillas y la temperatura hasta la calidad del aire y los patrones de aparcamiento para permitir programas de mantenimiento predictivos.

¿Qué es la cartografía móvil? 

Si no conoces la cartografía móvil, lee nuestro Guía para principiantes. In esencia, móvil sistemas cartográficos en la construcción combinar un conjunto de datos topográficos, como una nube de puntos LiDAR con datos geoespaciales, recogidos desde una plataforma móvil. Los conjuntos de datos resultantes pueden utilizarse para mediciones, y en los flujos de trabajo CAD y BIM.

Tecnologías básicas (LiDAR, cámaras, GNSS, IMU, INS) 

Los sensores utilizados para recopilar los distintos tipos de datos necesarios son fundamentales para el sistema de cartografía móvil. Suelen ser el dispositivo de localización o posicionamiento y un conjunto de sensores de percepción. Normalmente, los vehículos de cartografía móvil contienen: 

• Cámara, LiDAR, Radar para realizar la encuesta 

La tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging) es cada vez más popular en la cartografía móvil de infraestructuras y construcción. Utiliza haces de luz para medir la distancia entre el sensor y los objetos de la obra o el edificio. El sensor crea millones de puntos de datos que, cuando se georreferencian con los datos de posición, orientación y tiempo de una solución de localización, forman una “nube de puntos” que puede utilizarse para mediciones increíblemente precisas.

• GNSS/INS para localización

Un GNSS/INS combina datos de posición procedentes de sistemas mundiales de navegación por satélite (GNSS) con datos de una unidad de medición inercial (IMU) para estimar la posición, el rumbo y la orientación.  

Más información: ¿Qué es un sistema de navegación inercial?

GNSS/INS es una de las tecnologías más comunes para la localización, aunque también son habituales Visual SLAM, LiDAR SLAM y la odometría de ruedas, especialmente en cartografía de interiores y basada en robots móviles. 

Tecnologías emergentes: plataforma de fusión multisensor para una precisión de posición sin fisuras

Cuando la señal GNSS disminuye -por ejemplo, si se desplaza por interiores o túneles-, debe compensar la falta de datos o la inexactitud de los mismos. Wayfinder, una plataforma de fusión de sensores en tiempo real de OXTS, proporciona datos de posición precisos en cualquier entorno -incluso al desplazarse entre espacios interiores y exteriores- al alternar sin problemas entre métodos de localización.

La fusión de multisensores es sin duda el área de desarrollo más interesante de la cartografía móvil, ya que permite a los topógrafos obtener datos más precisos de una gama más amplia de entornos, lo que aumenta enormemente el valor de los datos topográficos para las empresas de construcción e infraestructuras.

Plataformas: Vehículos, UAV, Robots, Mochilas

Existen múltiples métodos para llevar sistemas de cartografía móvil. Algunos de los más comunes son: 

• Vehículos: Furgonetas o coches cargados de cámaras y sensores LiDAR listos para cubrir una amplia zona.

• Vehículos aéreos no tripulados: Perfecto para reconocimientos aéreos de zonas demasiado grandes o inaccesibles para los vehículos.

• Robots: Suele utilizarse si el espacio es demasiado estrecho para conducir o volar, o demasiado peligroso para los seres humanos.

• Mochilas: Útil para zonas peatonales o interiores.

Principales ventajas de la cartografía móvil para infraestructuras y construcción 

En comparación con la topografía estática tradicional, permite al ingeniero recopilar más datos, con mayor rapidez y a un coste menor. Las principales ventajas son:

1. Conjuntos de datos más ricos para BIM y gemelos digitales

Los levantamientos LiDAR producen millones o incluso miles de millones de puntos de datos, lo que a su vez le permite a usted, como profesional de las infraestructuras y la construcción, construir modelos ricos, detallados y de gran precisión. 

2. Recogida de datos más rápida en zonas extensas

Una investigación publicada por la Royal Institution of Chartered Surveyors (RICS) en 2020 mostró que la cartografía móvil es De 2 a 3 veces más rápido que la topografía tradicional. Esto puede acelerar enormemente los proyectos y mantener contentos a los clientes. 

3. Menos visitas y menos errores

Los levantamientos más rápidos suponen menos tiempo sobre el terreno, lo que reduce los costes de topografía. En particular, los levantamientos LiDAR permiten prescindir de las mediciones in situ, ya que se pueden realizar a partir de los datos. De este modo, la posibilidad de tener que volver a visitar un lugar porque se ha omitido una medición cae en picado.  

4. Reducción de costes y de mano de obra

Además de llevar menos tiempo, la cartografía móvil requiere menos personal que una encuesta tradicional típica. Por el contrario, los requisitos de configuración menos arduos significan que una encuesta típica de cartografía móvil a menudo puede ser gestionada por una o dos personas. 

5. 5. Mejora de la seguridad 

Menos personas en la obra, durante menos tiempo, significa obras menos abarrotadas y minimiza la exposición en carretera, reduciendo el riesgo de lesiones.

Aplicaciones reales que transforman el sector 

Es posible que ya haya visto en acción la tecnología de cartografía móvil y haya comprobado hasta qué punto está cambiando las reglas del juego. Veamos algunas de las aplicaciones más comunes en el mundo real: 

1. Cartografía de carreteras y autopistas

Trazar el mapa de una carretera simplemente conduciendo por ella. Esto es mucho más rápido que trAdemás, permite realizar estudios adicionales, mejora enormemente el mantenimiento predictivo y proporciona datos valiosos para las aplicaciones de navegación. Es también mucho más seguro para la mano de obra, ya que hay no hace falta pararse al borde de la carretera.

Utilizando la tecnología proporcionada por OXTS, por ejemplo, Equipo Panpro ha inspeccionado de este modo más de 200 km de carreteras en Europa.

2. Evaluación del corredor ferroviario

Los corredores ferroviarios son un reto para los surveyors, con copas de árboles y túneles que bloquean la señal GNSS y las prospecciones aéreas. También presentan importantes riesgos para la seguridad de los topógrafos que se aventuran a trabajar cerca de las vías. BuGracias a la fusión de sensores, que combina datos inerciales con SLAM y otras ayudas, es posible cartografiar todos estos entornos, incluso donde normalmente la señal GNSS estaría bloqueada. - sin que nadie tenga que caminar por las vías. Hemos Incluso se han llevado a cabo proyectos piloto en los que las cargas útiles se montan en los propios trenes para cartografiar continuamente las redes ferroviarias.

3. Inspección de puentes y túneles

Los puentes y túneles no sólo son difíciles de inspeccionar, sino que a menudo resultan peligrosos. Utilizar drones con un sistema de cartografía móvil puede ser mucho más seguro para los trabajadores, además de mucho más rápido. El Departamento de Transporte de Michigan descubrió que las inspecciones con un dron tardaban tan solo una cuarta parte del tiempo de los métodos tradicionales.

4. Gestión de servicios y activos

El uso de GNSS y LiDAR de alta precisión para proporcionar mapas 3D exactos de infraestructuras de servicios públicos, como cables de fibra o una central eléctrica, puede contribuir a la instalación, el mantenimiento y la reparación, con mayor eficacia y menor coste, por no hablar de la mayor seguridad, ya que se necesita menos personal para entrar en entornos con tráfico o peligrosos.

5. Seguimiento del progreso de la construcción

En cada fase del proceso de construcción, Mobile Mapping agiliza y facilita la obtención de una imagen precisa de su progreso:

• En la fase previa al diseño, la cartografía móvil facilita la realización de estudios de viabilidad al recoger en un único conjunto de datos la geología existente, los espacios libres y las limitaciones de los corredores, proporcionando datos reales de calidad topográfica antes de fijar las hipótesis de diseño.

• Para el diseño y la ingeniería, la cartografía móvil proporciona datos 3D detallados y georreferenciados que le ayudarán a identificar problemas y reducir su dependencia de las suposiciones.

• Durante la construcción, la cartografía móvil permite realizar exploraciones periódicas de control y verificación, poniendo de relieve cualquier desviación del diseño.

• Una vez terminada, la cartografía móvil captura el estado final de la obra para obtener registros precisos de la construcción, la conformidad, los documentos de entrega e incluso la creación de un gemelo digital para la gestión continua del edificio. A gemelo digital de la catedral de Notre Dame fue vital en los esfuerzos de reconstrucción, proporcionando un plano preciso para la restauración.

Ejemplos: éxito de la cartografía móvil en proyectos de infraestructuras 

OXTS se enorgullece de haber participado con éxito en varios proyectos de cartografía móvil en el sector de la construcción y las infraestructuras. 

Un ejemplo es BeeXact. BeeXact es el principal proveedor mundial de servicios de datos geoespaciales de 360 grados, ingeniería, gestión de activos y diseños de redes de fibra. Cuando se contrató a BeeXact para recopilar información de posición e identificación para la infraestructura de fibra óptica de Italia mediante LiDAR, tuvieron que inspeccionar toda la red de carreteras de Italia, una tarea casi imposible con los métodos tradicionales.  

En su lugar, utilizaron LiDAR en combinación con un pipeline de procesamiento de datos personalizado desarrollado con OXTS, utilizando NAVsolve CMD para automatizar la aplicación de correcciones GNSS a escala nacional del servicio Smartnet RINEX de Leica. Esto les proporcionó unos niveles de datos amplios y consistentes y se está utilizando como plantilla para proyectos similares en otros países.

Lea la noticia completa: BeeXact 

Cuando se trata de los sitios más complejos, esta tecnología es indispensable. Cuando Dronezone SRL para cartografiar un antiguo puente ferroviario, utilizaron un sensor LiDAR Velodyne VLP-16 combinado con un DZX8 Heavy Drone, y el xNAV650 de OXTS para la localización, encontrando SWaP-Requisitos C resto preciso suficiente para producir una nube de puntos 3D. Y lo que es más importante, también utilizaron OXTS Georreferenciador, con calibración de la mira capaz de calibración del marcos de coordenadas de el xNAV650 y el sensor Velodyne VLP-16, eliminando cualquier visión borrosa o doble de el resultado final.

Lea la noticia completa: Dronezone SRL

Continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones. Cuando Equipo Panpro se propuso desarrollar una nueva rama de su negocio, proporcionando a las autoridades de tráfico datos sobre la distancia que los conductores pueden ver por delante o por detrás de ellos. en tramos notoriamente peligrosos de las redes viarias. Para ello, Los ingenieros combinaron un OXTS xNAV650 GNSS/INS para georreferenciación, un Ouster OS2 LiDAR y el OXTS Georreferenciador aplicaciónn. La herramienta de calibración del calibre OXTS redujo enormemente cualquier visión borrosa o doble, produciendo preciso resultados que ayudaron a Panpro adquiera clientes en dos países de la UE.

Lea la noticia completa: Equipo Panpro 

Retos y consideraciones al implantar la cartografía móvil 

Las ventajas de la cartografía móvil son reales, pero eso no significa que su uso no plantee problemas. En entornos sin GNSS, por ejemplo, la cartografía resulta muy difícil a menos que se disponga de la combinación adecuada de sensores adicionales. El peso también puede ser un obstáculo cuando se utilizan drones o robots con baterías de duración limitada, así que asegúrese de buscar la carga útil de bajo SWaP adecuada. Asegúrate también de que tus herramientas de procesamiento de datos se integran con tu BIM.

Uno de los problemas más comunes que los ingenieros y topógrafos pasan por alto es la calibración y la alineación de los sensores. Cualquier ligera desalineación entre un GNSS/INS y un LiDAR puede hacer que su nube de puntos sea borrosa y posiblemente inutilizable. El sitio Herramienta de calibración de miras OXTS resuelve este problema tomando los datos de navegación de su INS y utilizándolos para georreferenciar rápidamente los datos LiDAR sin procesar. 

Esto hace que el proceso de alineación de los marcos de coordenadas sea mucho más rápido. Como resultado, la nube de puntos final que produces en OXTS Georeferencer tiene mayor claridad y no tiene doble visión (objetos que aparecen dos veces en la nube de puntos).

El futuro de la cartografía móvil en la construcción

A medida que avanza la tecnología de Mobile Mapping, es probable que la cartografía 3D para ingenieros y el sector de la construcción sea más rápida y precisa.  

¿Cómo?

Los vehículos autoconducidos y los UAV autónomos pueden reducir aún más la necesidad de estar in situ. La IA y el aprendizaje automático pueden identificar y clasificar características directamente a partir de nubes de puntos e imágenes, lo que podría reducir drásticamente la carga de redacción manual.  

La realidad virtual y la realidad aumentada, por su parte, permiten tomar y revisar decisiones mucho más rápidamente, ya que los planos y dibujos se sustituyen por representaciones en 3D de gran realismo, en entornos digitales y reales.  

Los gemelos digitales y la infraestructura inteligente, por último, significan que los dispositivos y sensores IoT pueden apoyar el mantenimiento predictivo y la gestión de activos con una precisión cada vez mayor. 

 Al igual que ocurre con la cartografía móvil, esto requiere una solución que combine a la perfección GNSS, IMU y LiDAR para proporcionar datos fiables y precisos en cualquier entorno, incluso cuando la señal GNSS esté bloqueada. 

La cartografía móvil, catalizadora de infraestructuras más rápidas e inteligentes 

La cartografía móvil le permite realizar encuestas en obras, incluso las más complejas, con mayor rapidez y facilidad de lo que podría esperar de los métodos tradicionales, todo ello manteniendo los niveles de precisión necesarios.

La tecnología, y no solo la cartografía móvil, está cambiando el lugar y la forma de pasar el tiempo, así como las expectativas sobre la rapidez con la que los datos fiables de la realidad pueden incorporarse a los flujos de trabajo de diseño y construcción. A medida que los proyectos se basan más en los datos y maduran las plataformas BIM, de gemelos digitales y de gestión de activos, el valor de la captura 3D rica y repetible no hace sino aumentar.

Para topógrafos e ingenieros, esto significa un mejor control del riesgo, menos visitas a las obras y un acceso más rápido a geometría fiable para el diseño y la verificación. Para todas las partes interesadas, esto significa que la ambición no tiene el mismo precio ni el mismo perfil de riesgo que antes.

¿Quiere saber más? OXTS está aquí para ayudarle a construir algo grande, tanto si está pensando en la cartografía de carreteras como en el uso de vehículos aéreos no tripulados o simplemente tiene curiosidad por saber cómo la cartografía móvil puede ayudarle a usted y a su equipo. Explorar Gama OXTS de soluciones topográficas y cartográficas hoy.