Tecnología SLAM y su interacción con un sistema inercial

mayo 10, 2022 3 minutos de lectura

Tecnología SLAM y su interacción con un sistema inercial

 

Un sensor inercial es un dispositivo que logra medir aceleración y velocidad angular para fines relacionados principalmente con navegación y posicionamiento preciso. Por su parte, desde la aceleración, que está definida como velocidad en el tiempo y velocidad, como longitud en el tiempo, es posible obtener la posición relativa. Si a esto se suma un instrumento que logre determinar posiciones absolutas se cuenta con un sistema redundante para posicionamiento. En síntesis, esto se ha desarrollado de la mano de GNSS logrando una de las mejores disposiciones de un sensor inercial.

Por otro lado, el SLAM (mapeo y localización simultánea por su sigla en inglés), es una técnica que ocupan algunos escáneres láser para producir una nube de puntos de forma dinámica. A través de la geometría de los mismos elementos escaneados se establece la pose del escáner. Sin embargo, esta orientación de la nube de puntos se realiza de forma relativa.

Ahora, cuando un sensor inercial se combina con SLAM los resultados son asombrosos. En el caso del escáner portátil ZEB Horizon de GeoSLAM, el sensor inercial se encarga de apoyar con datos para la determinación de la trayectoria realizada además de servir de base para referenciar la nube de puntos. Esto último, sin duda ha resultado en un complemento perfecto para el SLAM logrando resolver, desde la medición, la referenciación de la nube de puntos a un marco establecido.

 

 

Operación de ZEB Horizon

ZEB Horizon es un escáner portátil que permite escanear de forma dinámica. Esto quiere decir que la representación requerida puede realizarse a medida que se transita por el lugar. Para la referenciación de la nube de puntos se requiere contar con puntos de control sobre los cuales ya han sido determinadas sus coordenadas, ya sea con estación total o GNSS. El procedimiento convencional, consiste en identificar los puntos de control sobre la nube de puntos y realizar la transformación de coordenadas. No obstante, recientemente se ha incorporado la posibilidad de medir directamente los puntos de control a través de una observación realizada en base al sensor inercial. Sólo se requiere detener ZEB Horizon sobre la marca que identifica el punto, acción que será identificada por el sensor inercial creando un punto que puede ser relacionado con las coordenadas del marco establecido. Es importante indicar que la observación de los puntos puede ser con el escáner orientado en cualquier posición. En términos metodológicos, se sugiere considerar al menos 4 puntos de control para realizar esta operación y terminar en el mismo lugar que se empezó realizando un circuito cerrado.

Operación de ZEB Horizon

Procesamiento de datos

Los datos se extraen para ser procesados con el software Connect y así aplicar el algoritmo SLAM. En este momento se necesita el archivo de escaneo con extensión .geoslam el cual ya trae los datos de la trayectoria incluyendo las detenciones sobre los puntos de control, además del archivo .txt con las coordenadas de referencia. En el software al momento del proceso, automáticamente relaciona las “coordenadas escáner” con las coordenadas de referencia y dará como resultado una nube de puntos referenciada.

Visualización de las paradas realizadas con el escáner

Visualización de las paradas realizadas con el escáner.

 

Finalmente, se obtendrá un resumen de los valores residuales obtenidos en la referenciación:

Valores obtenidos en la referenciación

Conclusión

La técnica SLAM para referenciar escaneos ha sido completamente aceptada especialmente en aplicaciones que requieren de gran velocidad en la adquisición de datos geoespaciales. Muchas veces la interpretación de puntos de control sobre la nube de puntos es un tarea compleja especialmente cuando éstos no han sido establecidos a través de materiales reflectivos el cual permitiría realizar un filtro por intensidad y lograr un aislamiento de la propiedad reflectiva de los puntos respecto a los demás componentes de la nube de puntos. Por estas razones, un dispositivo SLAM que permite la observación directa de los puntos de control plantea mejores resultados en cuanto a productividad y confiabilidad, resolviendo de forma completa temas asociados a registro y referenciación de la nube de puntos final.

 


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