Cartografía móvil con Lidar

El uso de sistemas móviles Lidar entra en escena cuando las grandes áreas tienen que ser investigadas con la precisión y resolución superior a las disponibles a través de la fotogrametría clásica, y cuando Lidar es impracticable. El Lynx Mobile Mapper tiene una alta precisión, alta densidad de puntos, lo que permite una fácil y precisa identificación de los objetos.

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Figura 1: Van con componentes del sistema móbil Lidar

En 2006 Sineco S.p.A, una empresa de ingeniería italiana perteneciente al Grupo de ASTM, comenzó a colaborar con Optech Incorporated, el fabricante canadiense de láser basado en los sistemas de imágenes, para desarrollar un sistema Lidar móvil. El primer prototipo, listo a principios de 2007, junto a dos excáners láser ILRIS-3D con un sistema de orientación y posición (Applanix_POS LV 420). Esta prueba de concepto allanó el camino para el desarrollo del nuevo LYNX Mobile Mapper, un sistema totalmente integrado que opera a velocidades de hasta 100 km/hr.


Móvil

Dos sensores LIDAR orientados, antenas IMU y GPS montadas en la parte superior de un vehículo (Figura 1); montaje rígido asegurado con alineación y precisión se conservan entre los sensores, antenas IMU y GPS. Dado que la orientación y posición de los dos sensores Lidar con respecto al sistema Applanix POS debe ser conocida con precisión, la calibración deberá efectuarse en el sensor Lidar después de montarse en el vehículo. El sistema mejora la precisión de 5 cm, el tipo de medición es de 100.000 puntos por segundo por cada sensor, y la resolución es de hasta 1 cm. El campo de visión es de 360°, es decir, los dos sensores Lidar escanean toda la zona y minimizan la sombra provocada en carretera por los objetos (Figura 2).

Georreferencia

IMU y GPS son fundamentales para cualquier sistema móvil, ya que son necesarios para gerreferenciar los datos. Sin embargo, para los sistemas móviles IMU y GPS basados en tierra por sí solo es insuficiente, ya que los árboles, los edificios y puentes crean los períodos en los que las señales GPS pueden ser bloqueados. Se necesitan procesamientos auxiliares durante los cortes de GPS, y estos son parte de Applanix POS / BT 420.
Esta posición y orientación del sistema, que permite georreferenciación automática de un punto, se incluye un instrumento de medición a distancia (DMI), además de exacta IMU y dos antenas GPS.

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Figura 2: Campo de visión: (A) Sensor izquierda; (B) sensor derecho; (C) combinación de datos; (D) sensor de cobertura.

Cálculo de partida

La segunda antena GPS puede ser utilizado para ayudar a la partida del cálculo en las zonas de alta latitud. El DMI es una rueda montada en el eje de rotación del codificador lineal tomando medidas de distancia recorrida y ayuda al POS LV para limitar los errores de deriva durante los cortes de GPS. Esto ayuda cuando se recibe una calidad pobre de señales GPS. Cuando el vehículo se detenga la DMI ofrece actualizaciones de velocidad cero. Más crítico es que todos los datos de navegación de los dos receptores GPS, IMU y DMI, están firmemente unidos en el procesamiento, es decir, al mismo tiempo tratados en forma integrada. El sensor Lidar y POS están conectados a través de sus relojes, que por lo tanto deben ser cuidadosamente sincronizados.

Levantamiento de la autopista

El nuevo trabajo se planificó en la carretera que conecta Korinthos a Atenas en Grecia, incluyendo la construcción de un nuevo enlace de la autopista y la preservación de las partes. En marzo del 2008, 60 kilometros de esta carretera se levantaron para crear una reconstrucción exacta en CAD 3D de las principales características, incluido el pavimento, estructuras, pistas y las señales de tráfico (Figura 3). Ambas calzadas de la carretera fueron levantados en tres horas a una velocidad media de 50 km/hr. Compare esto con los 120 días de trabajo necesarios en el 2007 para escanear 80 kilometros de carretera utilizando escáneres láser y estaciones totales. La nube de puntos, compuesta de 980 millones de puntos, se transformo a partir del sistema de referencia griego WGS84/UTM34, CGR87, con una media final in situ de espaciamiento de 11 cm. Para aumentar la precisión, seis estaciones base y puntos de control en tierra se colocaron cada 50 a 80 metros a lo largo del corredor. El Punto final se encuentra dentro de la nube de precisión de 2cm. PolyWorks y Pointools fueron utilizados para el procesamiento de datos.

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Figura 3: Carretera que conecta Korinthos con Atenas; nubes de puntos (izquierda) y dibujo CAD (derecha)

Modelos de Ciudad

En enero del 2008 la histórica zona de Leicester en Inglaterra se levantó para obtener una reconstrucción de algunos de los principales edificios de archivo digital. Las calles estrechas y edificios altos regularmente causaban la interrupción del GPS, pero el DMI ha permitido compensar la falta de disponibilidad de datos GPS. La congestión del tráfico de vehículos limitaba la velocidad a 30 km/hr. En veinte minutos a cinco cuadras fueron levantados y se generaron 144 millones de puntos, in situ con el espaciamiento de 4cm. Una estación base GPS colocada en el barrio se utilizo. E

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Figura 4: La calle de Leicester; nube de puntos (izquierda) y dibujo CAD (a la derecha)

El tratamiento se hizo con Pointools (Figura 4).

Nuevas Instalaciones

El software necesario para crear modelos 3D de las nubes de puntos requiere más facilidades para reducir el esfuerzo humano. Ahora estamos trabajando en función de las rutinas automáticas de extracción y recolección de sección transversal de creación y segmentación de datos.

Fuente:

Gim-International

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