COLUMNA DE OPINIÓN | Tecnología LiDAR: Más que solo medición de distancia

julio 13, 2022 4 minutos de lectura

Tecnología LiDAR: Más que solo medición de distancia

 

Hace más de 10 años RIEGL nos entregaba una unidad LiDAR terrestre que medía hasta 2000m con tasas de registro de hasta 8.000 puntos por segundo mediante la técnica de Tiempo de Vuelo o Waveform, utilizada en todos sus equipos LiDAR: “Pulsos individuales que permiten obtener información en mayores distancias, que puede detectar objetos pequeños y que además nos puede entregar una Nube de Puntos con Atributos.” Cómo nos explicaba Claudio Avello Gerente Regional LatAm en RIEGL, en una columna lanzada anteriormente atrás.

Luego entre los años 2012 y 2014, RIEGL nos presenta las unidades VZ-4000 / VZ-6000 y VZ-2000, la cual podría permitir escanear hasta 4000m / 6000m y 2000m de distancia respectivamente, con tasas de captura mayores a las conocidas en sus equipos anteriores. Sin lugar a dudas, se generaba un importante avance en el desarrollo tecnológico en las técnicas de capturas LiDAR hasta ese momento existentes.

Para lograr estas distancias a tasas mayores de captura en tiempo, RIEGL dio el siguiente paso en capturas LiDAR, mediante el desarrollo de una técnica patentada llamada MTA (por sus siglas en ingles) : Multiple Time Around, podríamos traducirlo al español como Tiempo Múltiple. RIEGL desarrolló algoritmos potentes y estables para resolver la ambigüedad que presentan las situaciones de MTA. Esto se realiza mediante el módulo RiMTA que se encuentra en el software RiSCAN PRO.

Lo que resuelve este arreglo MTA, es lo siguiente. Los equipos LiDAR RIEGL terrestres al momento de realizar la captura en terreno, y al momento de ir identificando la frecuencia de repetición del pulso láser, realizan una evaluación con respecto a la distancia a un objeto. Si al momento de identificar estos pulsos son tales que se emiten uno o varios pulsos láser, antes de que el eco llegue al escáner láser, la distancia se vuelve ambigua, es decir, no se asignan los ecos a sus pulsos láser correspondientes. Esta ambigüedad queda muy bien identificada en la data digital recibida y empaquetada en el formato de archivo crudo que queda almacenado en el escáner láser. Este proceso de identificar estas ambigüedades y realizar el adecuado tratamiento de los pulsos y su correspondiente resultado en distancia, es producto al algoritmo RiMTA, que desde la versión 2.5 de RiSCAN PPRO se encuentra dentro del motor de proceso de los datos crudos y este cálculo se realiza en forma automática, de forma efectiva y exacta.

Un ejemplo que podemos utilizar, es el siguiente. Si necesitamos medir un objeto a 2 km de distancia, se requiere que el pulso de luz recorra 4 km; 2 km hasta el objeto y 2 km de vuelta. Con esto en mente, consideremos un escenario típico: un VZ-4000 está midiendo una pendiente a una distancia de 3 km a una tasa de repetición de pulso láser (PRR) de 150 kHz. Con una frecuencia de repetición de pulso de 150 kHz, se transmite un pulso cada 1/150 000 de segundo que, a la velocidad de la luz (299 792 458 m/s), equivale a casi 2 km. Por lo tanto, se puede entender que cada pulso transmitido está a casi 2 km de distancia cuando se dispara el siguiente pulso. Sin embargo, el objetivo es hacer que cada pulso haga eco en una superficie y regrese al instrumento. Con esto en consideración, cada pulso puede viajar solo 1 km desde el instrumento y luego 1 km hacia atrás antes de que se transmita el siguiente pulso. Lo que significa que el rango máximo medible entre cada pulso (@50kHz) es de 1 km. Esta es la llamada “Zona MTA”. Si este pulso no regresa al instrumento antes de que se transmita un segundo pulso, existe una condición llamada Tiempo Múltiple, o MTA. En la condición MTA, múltiples pulsos se encuentran “en el aire” simultáneamente.

Es lo que ocurre con los sistemas tradicionales TLS que no utilizan esta técnica de MTA, ya que los ecos de cada pulso se devuelven al escáner antes de que se transmita el siguiente pulso, lo que hace que la asociación entre pulso y eco sea muy simple. Pero lo interesante es resolver condiciones de múltiples pulsos en el aire, como por ejemplo cuando existe mucha polución en el sector en caso de minería o industrial, o en el caso de forestal, poder identificar correctamente estas ambigüedades y a su vez, poder trabajar con hasta 15 ecos, como lo trabajan los equipos de la última serie de LiDAR RIEGL Terrestre: VZ-400i y VZ-2000i.

Estos diversos desafíos presentes en nuestros trabajos habituales, ya sea por largas distancias que son frecuentes en los PIT en Minería o en aplicaciones industriales o Forestales y por las exigentes condiciones ya sea por polución existente y en el caso forestal por el gran follaje de la vegetación, contamos con tecnología adecuada que resuelve este tipo de desafíos y ambigüedades, de la mano con la tecnología RIEGL.

Escrito por: David Santos - Gerente de desarrollo RIEGL Geocom

 

 


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