¿Qué es una nube de puntos?

Por ejemplo, la hora a la que fueron "vistos" por el dispositivo topográfico que recogió los datos. También podría incluirse la intensidad o el error de posición que tiene el punto. A menudo, las nubes de puntos tienen alrededor de 100 millones de puntos después de realizar un levantamiento. La fotografía también puede superponerse a las nubes de puntos mediante técnicas de fotogrametría para construir esencialmente una fotografía en 3D.

El principal método de la recogida de datos de nubes de puntos se realiza mediante LiDAR. LiDAR es una tecnología que funciona de forma similar al radar, ya que la luz se envía desde el dispositivo y rebota en los objetos. La diferencia es que la radio utiliza ondas de radio de gran longitud de onda y el LiDAR utiliza láseres de pequeña longitud de onda para lograr una mayor precisión.

El tiempo que tarda la luz en volver al dispositivo se utiliza con la velocidad de la luz para calcular la distancia de alejamiento. Normalmente, un dispositivo LiDAR contiene láseres con un ángulo vertical fijo pero que giran en el plano horizontal. Internamente, el dispositivo sabe a qué ángulo apunta verticalmente el láser y su ángulo acimutal. Esto proporciona al dispositivo la posición del punto en el objeto en coordenadas esféricas 3D. Los láseres internos producen miles de puntos por segundo. La intensidad, mencionada anteriormente, es la intensidad del haz reflejado e indica la reflectividad del objeto.

Cada vez se utilizan más en tiempo real para que los robots y los ordenadores de conducción autónoma puedan comprender su entorno y navegar por él. Los datos creados durante un estudio de nubes de puntos sirven para reconocer e identificar superficies y objetos, por ejemplo, otros coches, señales de tráfico y marcas viales.

OXTS se dedica fundamentalmente a ayudar a los fabricantes de automóviles a obtener los datos de navegación que necesitan para acompañar a los datos LiDAR en el desarrollo de vehículos autónomos, y en la creación de nubes de puntos para su uso en topografía.

Las distancias y los volúmenes son fáciles de calcular con un software de análisis de nubes de puntos, y la intensidad puede ayudar a identificar distintos materiales. Otra función que ofrece el LiDAR es la multirretorno. Esto permite que un pulso láser (que tiene una sección transversal finita) rebote en varias superficies y genere varios puntos a partir del mismo pulso. Esto resulta especialmente útil tanto para ver ventanas como para ver a través de ellas. También tiene otros muchos usos, como ver la parte superior de los árboles o el suelo cuando se sobrevuela con un vehículo aéreo no tripulado. También se puede realizar un estudio de nubes de puntos LiDAR para ver la profundidad de la nieve. Si el LiDAR puede ver la capa superior de nieve, también puede obtener otro fuerte retorno del suelo que hay debajo, lo que permite al usuario calcular la profundidad.

Las organizaciones desean recopilar datos de nubes de puntos por diversas razones. Desde que el LiDAR se convirtió en una opción más viable comercialmente, se ha convertido en una herramienta útil para los topógrafos que buscan formas nuevas e innovadoras de realizar tareas como la supervisión de infraestructuras y vegetación o la construcción de mapas para la conducción autónoma.

Sin embargo, para realizar un estudio de nubes de puntos con un LiDAR se necesitan otros sensores. Un LiDAR por sí solo ofrece al usuario una imagen digital de su entorno inmediato, pero cuando el LiDAR se aleja de su alcance, la imagen que transmite deja de existir.

Para crear una imagen más permanente, que pueda guardarse y revisarse posteriormente, los haces de luz emitidos por el LiDAR tienen que ser georreferenciado con datos de posición e inerciales de un GNSS/INS.

Los dispositivos GNSS/INS de OXTS crean datos precisos de posición y de medición inercial para este fin. Hay varios modelos diferentes disponibles en función del caso de uso. El OXTS GNSS/INS más preciso, el RT3000 v4 se utiliza en aplicaciones en las que la precisión es imprescindible, mientras que el xNAV650 es adecuado para aplicaciones con restricciones SwaP. También está la xRED3000 para proyectos de integración. Todos los dispositivos son compatibles con la herramienta OXTS de georreferenciación y calibración de puntería, Georreferenciador OXTS. Los clientes de OXTS utilizan OXTS Georeferencer para combinar datos GNSS/INS con datos LiDAR para crear una nube de puntos 3D georreferenciada.

Los datos de nubes de puntos se han convertido en una parte importante de muchos flujos de trabajo industriales. Proporcionan a los usuarios datos precisos y procesables que pueden utilizar repetidamente. Las posibilidades de uso de los datos de nubes de puntos son casi infinitas, aunque en algunos sectores son más frecuentes que en otros. Por ejemplo:

Empresas de construcción

Las empresas de construcción utilizan datos de nubes de puntos a lo largo de todo el ciclo de vida de un proyecto. En la fase inicial de un proyecto, los datos LiDAR pueden utilizarse para estudiar el emplazamiento, planificar el proyecto y ayudar a predecir sus costes. Además, el sector de la construcción está muy regulado, por lo que es importante que todas las obras se ajusten al máximo a los diseños previstos. Los datos de nubes de puntos pueden desempeñar un papel crucial para garantizarlo.

Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

El LiDAR se utiliza en ingeniería civil desde hace algún tiempo. En los proyectos de ingeniería civil, la precisión es clave, sobre todo al principio de un proyecto. En un proyecto nuevo, puede utilizarse una nube de puntos LiDAR para cartografiar el terreno y ayudar a analizar qué elementos, artificiales o naturales, deben eliminarse. Si el escaneado es preciso, no será necesario volver a visitar el lugar y los datos podrán analizarse repetidamente a distancia.

Los datos de las nubes de puntos también pueden utilizarse para garantizar que los proyectos se ajustan al calendario analizando posibles problemas de reparación y mantenimiento en una fase más temprana del proyecto.

Arquitectos

En el campo de la arquitectura, la tecnología sigue ampliando los límites de lo posible y LiDAR desempeña un papel importante en esta transformación. Los datos de nubes de puntos recogidos por un escáner LiDAR proporcionan al arquitecto información espacial detallada sobre su proyecto. Tradicionalmente, los estudios arquitectónicos se han realizado manualmente, pero con el uso de LiDAR, los arquitectos pueden recopilar grandes cantidades de datos en una fracción del tiempo.

Los datos de las nubes de puntos son también extremadamente precisos y permiten a los arquitectos elaborar planos de diseño más exactos. También ayuda a reducir la cantidad de errores, mejorando así la rentabilidad y reduciendo el tiempo necesario para completar un proyecto.

En OXTS vemos cómo las nubes de puntos LiDAR se utilizan para el desarrollo de coches sin conductor y vehículos de trabajo, la gestión costera y forestal, la supervisión de infraestructuras (señales, desagües, puentes, firmes de carreteras, vías férreas, etc.), la creación de modelos 3D de ciudades, la exploración de tuberías y mucho más. El producto final es un sencillo formato de archivo cuyas posibilidades son casi infinitas, y no dejamos de ver nuevas aplicaciones que utilizan nubes de puntos.

Como se ha mencionado anteriormente, OXTS Georeferencer es una herramienta de software desarrollada internamente por OXTS que combina dinámicamente datos GNSS/INS y LiDAR para crear una nube de puntos 3D georreferenciada. Los datos pueden exportarse en varios formatos, incluidos .LAS, .LAZ y PCD. A continuación, los datos pueden visualizarse en muchas aplicaciones de software de visualización de nubes de puntos de terceros.

.LAS, .LAZ y PCD no son los únicos formatos de nubes de puntos que existen. Los datos de nubes de puntos pueden exportarse en muchos otros formatos, como ASCII (XYZ, OBJ, PTX (Leica), ASC) y binario (FLS (Faro), PCD y LAS).

Cuando diseñe su propio vehículo cartográfico móvil con un sensor LiDAR, posiblemente el aspecto más importante a tener en cuenta sea la fuente de localización. Debe permitirle georreferenciar con precisión los datos del sensor a un lugar físico de la Tierra. Cuanto más precisos sean los datos de localización, más precisa será la nube de puntos.

Este resumen de soluciones repasa los aspectos que recomendamos a nuestros clientes que tengan en cuenta a la hora de decidir la fuente de localización para sus vehículos de cartografía móvil.

Lea el resumen de la solución para saber por qué un GNSS/INS de OXTS puede ser la opción adecuada para usted.