Marketing turístico e inmobiliario con drones

INSPECCIONES TÉCNICAS: ¿FOTO+ESCANER LÁSER? ¡Se puede hacer! 

Una imagen fotogramétrica se puede obtener no sólo a partir de un conjunto de fotografías, sino también a partir de un levantamiento realizado con un escáner láser.

Escaneo láser y fotogrametría. A menudo se consideran dos tecnologías distintas en el campo de la medición y la topografía. Pero a menudo, en realidad, estas dos técnicas pueden considerarse e complementaria nos permiten realizar encuestas que sólo una de las dos técnicas no habría podido completar por sí sola, o cada una de las dos contribuye a mejorar el resultado final tanto en términos cantidades que cualitativo. Una de las grandes ventajas es la posibilidad de combinar la precisión dada por el escáner láser con la alta resolución de la imagen procedente de fotogrametría; además con el dron podemos detectar Áreas que no son accesibles y detectables por el láser desde el suelo. escáner.

Primero describamos el funcionamiento del escáner láser de forma simplificada y luego comparemos los dos métodos.

Fotogrametría con escáner láser: principio de funcionamiento

La característica esencial de la tecnología de "escaneo láser" es que permite la detección de modelos tridimensionales de objetos a diferentes escalas y resoluciones mediante la adquisición autónoma de millones de puntos 3D en muy poco tiempo a través de la luz láser emitida por un dispositivo especial. sensor.

Desde el punto de vista de la aplicación, láser se trata de equipos que transforman la energía desde una forma primaria (eléctrica, óptica, química, térmica o nuclear) en un haz monocromático y coherente de radiación electromagnética de alta intensidad: la luz láser. El descubrimiento fundamental que permitió la emisión de luz láser se debe a A. Einstein en 1917. El término “LÁSER” es, de hecho, un acrónimo de: “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación) radiación).

A partir de la emisión de un haz de luz láser y midiendo el tiempo de retorno del haz, se adquiere un conjunto de puntos repartidos en el espacio de forma más o menos regular que comúnmente se denomina nube de puntos. Actualmente existen muchos escáneres láser en el mercado y cada uno de ellos tiene diferentes características en el principio de adquisición, la precisión alcanzable, el rango de adquisición y la velocidad.

En el campo de los levantamientos topográficos, los más utilizados son los escáneres láser móviles o transportables. Se trata de pequeños instrumentos que se colocan sobre trípodes. Gracias a su utilización y con la máxima facilidad de uso, el producto final del levantamiento con escáner láser es una nube de puntos compleja y completa del objeto a detectar, mejor si va acompañada de la representación del objeto en el campo visible, obtenida con un Cámara RGB integrada o combinada con un escáner láser.

La nube de puntos obtenida del levantamiento con escáner láser representa el punto de partida para la creación de cualquier otro documento fotogramétrico: deberá integrarse plenamente, por tipo de formato, con los utilizados en fotogrametría digital obtenidos a partir de fotografías y será procesado por un software que se suministra o se vende con el escáner láser. La gran diferencia con la fotogrametría obtenida a partir de fotografías es que la nube de puntos obtenida con escáneres láser está lista unos minutos después de finalizar el estudio.

Fotogrametría: comparación entre fotografías y escáneres láser.

La fotogrametría digital de un edificio o infraestructura se puede lograr utilizando un escáner láser terrestre o mediante el uso de fotografías. Ambos enfoques ofrecen ventajas y merecen consideraciones específicas. Como mencionamos, el escáner láser terrestre es una herramienta de medición avanzada que utiliza pulsos láser para detectar y medir distancias a los objetos circundantes. En la fotogrametría de un edificio o infraestructura que no se desarrolla a gran altura, un escáner láser terrestre es capaz de adquirir un modelo tridimensional muy detallado del propio edificio o infraestructura. El escáner láser detecta con precisión la geometría del edificio, capturando sus formas, relieves, protuberancias y detalles estructurales.

Este enfoque proporciona una representación tridimensional extremadamente precisa y detallada del edificio, permitiendo una evaluación precisa y completa de sus características. Sin embargo, puede haber partes del edificio que, debido a su posición o forma, no sean fácilmente accesibles para el operador o donde sea difícil colocar el instrumento (por ejemplo, un techo empinado e irregular). Por otro lado, el uso de fotografías para fotogrametría del edificio o infraestructura ofrece una alternativa igualmente válida, especialmente cuando se complementa con el montaje de la cámara en un dron. Las fotografías capturan la apariencia visual de la estructura que se va a inspeccionar desde diferentes ángulos y perspectivas. El procesamiento de imágenes fotogramétricas permite reconstruir una representación tridimensional del edificio o infraestructura combinando la información visual presente en las fotografías. Aunque las fotografías no proporcionan directamente información sobre la geometría tridimensional, el procesamiento fotogramétrico puede generar un modelo tridimensional muy aproximado del objeto estudiado.

Mientras que el escáner láser terrestre ofrece una precisión y detalle superiores y menos perturbaciones (el llamado ruido de fondo) en la reconstrucción tridimensional de la estructura a detectar, el uso de fotografías presenta ventajas como la facilidad de adquisición y la flexibilidad para obtener diferentes ángulos y perspectivas. Se pueden tomar fotografías utilizando una cámara convencional, reduciendo costos y simplificando el proceso de adquisición de datos. Otra consideración importante es la complejidad del edificio en sí. Si la estructura a detectar tiene superficies reflectantes, detalles arquitectónicos complejos o zonas de sombra, en estos casos el uso de un escáner láser terrestre puede garantizar una mayor precisión y resolución de los detalles. En conclusión, tanto el escaneo láser terrestre como la fotografía ofrecen enfoques válidos para la fotogrametría de un edificio.

El escáner láser terrestre proporciona una reconstrucción tridimensional extremadamente precisa y detallada, pero requiere herramientas y operadores especializados y una mayor inversión inicial. Las fotografías, por otro lado, permiten una rápida adquisición de datos y ofrecen flexibilidad angular, pero pueden tener menor resolución y precisión. 

Los dos sistemas no son competidores, pero, como en el caso del estudio que nos ocupa, a menudo son complementarios. Los programas de fotogrametría modernos permiten integrar la nube de puntos obtenida con el escáner láser terrestre de una parte del edificio/infraestructura con la nube de puntos obtenida a partir de las fotografías tomadas con drones del resto del edificio/infraestructura, para componer el modelo completo. del objeto a detectar.

Ejemplo de aplicación

La fotogrametría digital de una infraestructura se puede lograr mediante un escáner láser terrestre o mediante el uso de fotografías tomadas con drones. Los dos sistemas no son competidores, pero, como en el caso del estudio que nos ocupa, a menudo son complementarios. Los modernos programas de fotogrametría permiten integrar la nube de puntos obtenida con el escáner láser terrestre de una parte de la infraestructura con la nube de puntos obtenida a partir de las fotografías tomadas con drones del resto de la infraestructura, para componer el modelo completo del objeto a detectar.

El estudio del puente que utilizamos como ejemplo de aplicación se realizó con tecnología mixta: con el escáner láser terrestre se tomaron imágenes de la parte inferior del puente, los pilones y las dos bases laterales. El software propietario combinado con el escáner láser generó una nube de puntos en formato de archivo .e57 como salida.

Nube de puntos obtenida a partir de una fotogrametría con escáner láser terrestre; los carriles superiores no están detallados

La cámara RGB integrada en el dron se utilizó para grabar el trazado del puente, con un vuelo programado.  

Esta encuesta generó una segunda nube de puntos en formato de archivo .e57 como salida.

Nube de puntos obtenida a partir de fotogrametría con escáner láser de un dron: se detallan las pistas superiores

Las dos nubes de puntos separadas hasta ahora se pueden unir con programas de código abierto como CloudCompare, o con programas comerciales de fotogrametría. 

Nube de puntos obtenida a partir de una fotogrametría con escáner láser desde el terreno -pilones y parte inferior- y de una fotogrametría realizada con fotografías -parte superior externa del puente

Las perspectivas de futuro del escáner láser


Con el desarrollo de los sistemas de conducción asistida para automóviles, los escáneres láser han encontrado un nuevo uso en el sector del automóvil. Los sistemas de conducción asistida utilizan sensores, incluidos escáneres láser, para comprender y mapear la forma del entorno que rodea al automóvil. Los escáneres láser pueden generar rápidamente un mapa tridimensional de alta resolución de su entorno, detectando con precisión obstáculos, carreteras, aceras y otros vehículos. Luego, estos datos son procesados ​​por sistemas de asistencia al conductor mediante IA para tomar decisiones en tiempo real, como la detección de obstáculos, el seguimiento del tráfico y la asistencia al aparcamiento. Esta evolución impulsada por la automoción en el uso de escáneres láser está generando una serie de beneficios y cambios significativos en su uso en diversas industrias. Para integrarse en los sistemas de conducción asistida, los escáneres láser se han rediseñado, se han hecho más compactos y capaces de detectar y medir rápidamente el entorno circundante, proporcionando un flujo continuo de información al coche. El mercado de escáneres láser de topografía ha comenzado a beneficiarse de la disponibilidad de estas nuevas herramientas, que ofrecen soluciones más escalables y asequibles. Se han presentado en el mercado los primeros escáneres láser integrados a bordo de un dron que pesan menos de 3 kg, umbral que representa el peso estándar de un dron profesional. La tendencia a reducir peso y tamaño está evolucionando y podría llevar en poco tiempo a hacer más accesibles los precios de los escáneres láser y, por tanto, fomentar su mayor difusión y uso.

Conclusión

Como hemos visto, las técnicas de fotogrametría digital basadas en escáneres láser y las basadas en fotografías tienen características diferentes.

Ambas técnicas tienen sus ventajas y limitaciones. El escaneo láser es ideal para objetos complejos y detallados, pero puede resultar costoso y tardar más en adquirir datos. La fotogrametría basada en fotografías es más barata y rápida, pero puede verse afectada por la calidad de la imagen y las condiciones de iluminación.

Estas dos técnicas pueden ser complementarias. El uso conjunto de datos de escáner láser y fotografías puede mejorar significativamente la calidad de los estudios de fotogrametría digital. Por ejemplo, la información detallada proporcionada por el escáner láser se puede integrar con los ricos detalles visuales de las fotografías. Esta sinergia permite modelos tridimensionales más precisos y completos, útiles en una amplia gama de aplicaciones, desde la cartografía hasta la conservación del patrimonio cultural.

Immodrone está a su disposición para evaluar qué técnica de levantamiento fotogramétrico se adapta mejor a sus necesidades.

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