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Cómo funciona LiDAR.

Descubre los fundamentos de UAV LiDAR

¿ Cómo funciona LiDAR ? ¿ Qué es esta tecnología láser que hace el mapeo
posible a través de la vegetación, en situaciones de bajo contraste o luz baja.

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Detección y alcance de la luz

La detección y el rango de luz (LiDAR) es una tecnología de detección remota basada en láser. La idea detrás de LiDAR es bastante simple, apuntar un pequeño láser en una superficie y medir el tiempo que tarda el láser en volver a su fuente.

Esta tecnología se utiliza en los sistemas de información geográfica (SIG) para producir modelos de elevación digital (DEM) o modelo de terreno digital (DTM) para el mapeo 3D.

LiDAR para drones coincide perfectamente con:

  • Áreas pequeñas para sobrevolar (<10 sq. km or 100 km linear)
  • Mapeo bajo la vegetación
  • Zonas de acceso difícil
  • Datos necesarios en tiempo casi real o regularmente
  • Rango de exactitud requerido entre 2,5 y 10 cm

Principio de funcionamiento de LiDAR

  • Emisión de un pulso láser
  • Registro de la señal retrodispersada
  • Medición de distancia (tiempo de recorrido x velocidad de la luz)
  • Recuperación de la posición y altitud del plano
  • Cómputo de la posición exacta del eco

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¿ Cómo funciona LiDAR ?


Es posible que ya haya escuchado acerca de LiDAR pero no tiene ninguna pista de esta tecnología? Aprenderá en lo que sigue los principios básicos detrás de LiDAR. Descubrirás también algunas aplicaciones para el mapeo láser 3D con vehículos aéreos no tripulados (conocidos como UAV, UAS o drones).

Comprender cómo funciona LiDAR

Light Detection and Ranging (LiDAR) es una tecnología similar a radar, usando el laser en vez de onda de radio.
El principio LiDAR es bastante fácil de entender :
1. emitir un pulso láser sobre una superficie
2. captura del láser reflejado de nuevo a la fuente de pulso LiDAR con sensores
3. midiendo el tiempo que el laser viajó
4. calculando la distancia desde la fuente con la fórmula "Distancia = (velocidad de la luz x tiempo transcurrido) / 2

Este proceso se repite un millón de veces por instrumentos LiDAR y termina produciendo un mapa complejo del área encuestada: una nube de puntos 3D.

Comprender cómo se construye un sistema LiDAR

El equipo necesario para medir un millón de distancias de sensores a puntos de superficie es un sistema LIDAR. Esta tecnología avanzada funciona muy rápido, ya que es capaz de calcular la distancia entre los sensores LiDAR y el objetivo (como una velocidad de luz de recordatorio es de 300 000 kilómetros por segundo). Los sistemas LiDAR integran 3 componentes principales si se utilizan en automoción, aeronaves o drones:


1. Escáner laser
Los sistemas LiDAR emiten una luz láser desde varios sistemas móviles (automóviles, aviones, drones...) a través del aire y la vegetación (láser aéreo) e incluso agua (láser batimétrico). El escáner está recibiendo la luz de fondo (ecos), midiendo distancias y ángulos. La velocidad de escaneado influye en el número de puntos y ecos medidos por un sistema LiDAR. La elección de la óptica y el escáner influyen enormemente en la resolución y el rango en el que se puede operar el sistema LiDAR.

2. Sistemas de navegación y posicionamiento
Si el sensor LiDAR se monta en avión, coche o UAS (sistemas aéreos no tripulados), es crucial determinar la posición absoluta y la orientación del sensor para asegurarse de que los datos capturados son datos utilizables. Los sistemas mundiales de navegación por satélite (GNSS) proporcionan información geográfica precisa sobre la posición del sensor (latitud, longitud, altura) y la unidad de medición inercial (IMU) define en este lugar la orientación precisa del sensor (pitch, roll, Yaw). Los datos registrados por estos 2 dispositivos se utilizan para generar datos en puntos estáticos: la base de la nube de puntos de mapeo 3D.



¿ Qué es un sistema LIDAR completamente integrado para Drone ?

3. tecnología informática
Con el fin de aprovechar al máximo los datos: el cómputo es necesario para que el sistema LiDAR funcione definiendo una posición de eco precisa. Se requiere para la visualización de datos en vuelo o el post-procesamiento de datos, así como para aumentar la precisión y precisión entregadas en la nube de puntos de mapeo 3D.

Definir un ajuste entre las necesidades de su proyecto y las especificaciones LiDAR

Escáner láser: ¿ Cuál es el nivel de exactitud, nivel de precisión, densidad de puntos, rango, franja que se adapta a las necesidades de su proyecto ?

GNSS: ¿ La estación de referencia GNSS (terrestre) + receptor GNSS (en movimiento) están compatibles con los GNSS utilizados (GPS, GLONASS, BEiDOU o Galileo) ? ¿ Necesito una estación terrestre o no ?

Baterías: ¿ Son las baterías internas o externas ? ¿ Cuál es la autonomía requerida para cubrir la superficie que desea mapear ?

Montaje: ¿ Puede el sistema LiDAR ser montado fácilmente en la plataforma aérea (avión, drone) o plataforma automotriz (coche) que usted utiliza ?

Archivo de datos: ¿ Cuál es el formato del archivo de datos generado ?

Post-procesamiento de datos: ¿ Qué tan fácil es utilizar los datos y ofrecer la mejor nube de puntos de mapeo 3D a su cliente final ? Clasificación, coloración, generación DTM, ORL ? ¿ Qué hacer con los datos post-procesados?

Descubre las aplicaciones de UAV LiDAR

Utilidades eléctricas: encuesta de línea eléctrica para detectar problemas de flacidez de línea o planificar actividades de recorte

Minería: cálculo de superficie/volumen para optimizar las operaciones mineras (arsenales, excavaciones) o decidir la extensión de la mina

Petróleo : sondeo de tuberías para optimizar las operaciones y el mantenimiento

Ingeniería civil: mapeo para ayudar a nivelar, planificar y optimizar la infraestructura (carreteras, ferrocarriles, puentes, tuberías, campos de golf) o renovar después de desastres naturales, encuesta de erosión de playa para construir plan de emergencia

Arqueología: mapeo a través del dosel del bosque para acelerar los descubrimientos

Silvicultura: mapeo de bosques para optimizar actividades o ayudar a contar árboles

Investigación medioambiental: medición de la velocidad de crecimiento, propagación de enfermedades