Hablemos de Calibración Radiométrica

La importancia de la calibración radiométrica puede ser un poco difícil de entender, por lo que hemos elaborado este artículo en un intento por agregar claridad al tema. Con suerte, después de leer esto, comprenderá conceptualmente cómo los cambios en las condiciones de luz del día a día pueden afectar la precisión de los datos multiespectrales, y qué herramientas están disponibles para mejorar la precisión radiométrica.

¿Qué es la calibración radiométrica y por qué es importante?

Aunque generalmente visualizamos las imágenes multiespectrales como índices o compuestos coloridos, la cámara realmente captura las imágenes en escala de grises, que son esencialmente matrices de números digitales. A continuación se muestra un ejemplo de las imágenes sin procesar en escala de grises capturadas con RedEdge-MX:

Las imágenes están ordenadas de izquierda a derecha como azul, verde, rojo, borde rojo e infrarrojo cercano. Notará que a medida en que las imágenes se mueven fuera de la porción de color del espectro (azul, verde, rojo), y en el infrarrojo cercano (borde rojo e infrarrojo cercano), las plantas en la imagen se vuelven más claras. Las plantas sanas absorben principalmente la luz visible y, en comparación, reflejan bastante el borde rojo y la luz del infrarrojo cercano. Es por eso que se ven plantas más oscuras en las imágenes de la izquierda y plantas más claras en las imágenes de la derecha. Usamos estos datos de reflectancia clara y oscura en cada banda para ayudar a comprender la condición fisiológica del dosel de una planta. Por ejemplo, si la banda roja muestra plantas extremadamente oscuras, esas plantas están absorbiendo mucha luz roja y son fotosintéticamente activas. Por otro lado, si la banda roja muestra a las plantas más claras, es posible que estén experimentando un factor de estrés que interfiere con la fotosíntesis.

Curva de reflectancia de la planta en las diferentes bandas. Tenga en cuenta que la reflectancia de las plantas aumenta hacia el extremo del espectro del infrarrojo cercano, lo que se correlaciona con las plantas en las imágenes sin procesar de la cámara, que se ven más claras a medida que se acercan a la banda del infrarrojo cercano.

Como se mencionó anteriormente, las imágenes son matrices de números digitales. Cada píxel o celda dentro de una imagen contiene un número digital correspondiente a la intensidad de la radiación dentro de una determinada longitud de onda. Cada una de las 5 imágenes de este ejemplo tiene unas dimensiones de 1280 x 960, lo que significa que el número total de píxeles en cada imagen es 1.228.800. Cada uno de esos píxeles tiene un valor asignado que cuando se combina con todos los demás pixels, como por ejemplo en las imágenes de arriba, nos permite ver cosas como edificios, entradas y césped en las imágenes. Si hacemos zoom en el árbol de la imagen de la banda NIR, podemos ver cómo la imagen está compuesta por píxeles cuadrados con diferentes números digitales:

Desafortunadamente, estos valores de píxeles son relativos a las condiciones en las que se recopilaron los datos y no son absolutos. Esto se debe principalmente a los cambios en las condiciones de luz (por ejemplo, soleado frente a nublado, sol en diferentes puntos del cielo durante el día, la mitad de un campo más nublado que la otra mitad, etc.). Si estamos volando un cultivo durante una temporada y estamos buscando cambios sutiles de un vuelo a otro, como deficiencias de nutrientes, infestaciones tempranas de plagas o identificación temprana de enfermedades, es muy importante capturar los valores de píxeles con la mayor precisión posible y corregir cualquier cambio de iluminación que haya afectado los datos. Para detectar cambios reales en la reflectancia del dosel de las plantas a partir de imágenes multiespectrales capturadas durante dos o más días (por ejemplo, un vuelo temprano, medio y tardío), es necesario realizar una corrección radiométrica.

¿Qué necesito usar para calibrar mis datos?

Ahora que ya hemos explicado el “qué” y el “por qué”, analicemos el “cómo”. Para obtener precisión radiométrica y resultados repetibles, necesita una medición de reflectancia de línea de base, un punto de referencia de reflectancia conocido. También puede ser útil saber cómo cambiaron las condiciones de iluminación durante el vuelo.

Entonces, ¿cómo podemos obtener una medición de referencia de buena calidad y, por lo tanto, una calibración radiométrica precisa? Hay dos métodos estándar, ambos comunes en la teledetección. El primer método y el más utilizado históricamente es usar algo llamado panel de calibración. El panel tiene valores de reflectancia medidos previamente y, por lo tanto, actúa como un “control”. Tomar una fotografía del panel de calibración le permite asignar los valores de reflectancia conocidos a los píxeles del panel y ajustar el resto del conjunto de datos en consecuencia.

Todos los sensores de MicaSense vienen con el Panel de reflectancia calibrado (CRP) y les recomendamos a nuestros clientes utilizarlo antes y después de cada vuelo. Si toma una imagen de panel no solo antes sino también después, tiene dos medidas de referencia con las que trabajar, que además le permitirán discernir cómo cambiaron las condiciones de iluminación durante el vuelo. La mayoría de los softwares de procesamiento permiten al usuario cargar sus imágenes del panel y así aplicar la corrección radiométrica. y así aplicar la corrección radiométrica.

La segunda herramienta para la calibración es el sensor de luz incidente o sensor de luz descendente. Este está orientado hacia arriba, montado en la parte superior del dron, y registra datos sobre las condiciones de iluminación durante todo el vuelo, escribiéndolos en los metadatos de cada imagen capturada que luego se pueden usar durante el procesamiento de imágenes para ajustar la corrección radiométrica realizada por el panel, mejorando así su precisión.

El proceso de calibración radiométrica incorpora muchos elementos claves, como la posición del sol y el sensor, así como datos de irradiancia de sensores de luz y/o paneles de reflectancia. El proceso de calibración radiométrica puede tomar toda esta información y los parámetros centrales del sensor, como la ganancia y la exposición de la cámara, para permitir el proceso de convertir números digitales de imágenes multiespectrales sin procesar en reflectancia/irradiancia del sensor y luego en reflectancia de superficie.

Para concluir…

En este punto ya sabe que la calibración radiométrica cambia los valores de píxeles de la imagen para representar con precisión la verdadera reflectancia de los objetos en una imagen. Dos herramientas principales, un panel de reflectancia y un sensor de luz incidente, nos ayudan a capturar la información necesaria para la calibración radiométrica y son componentes importantes de cualquier conjunto de herramientas de imágenes multiespectrales.

Debido a que la reflectancia de la planta puede ser un indicador de salud, estrés, enfermedad, diferentes variedades o especies y más, los valores de reflectancia precisos son claves para comprender la fisiología de la planta y comparar imágenes de un día a otro o de una estación a otra. Los análisis temporales no son posibles sin tener en cuenta las condiciones de iluminación y, por lo tanto, no son posibles sin una calibración radiométrica de calidad.

Esté atento a nuestra próxima publicación sobre las capacidades de los sensores de luz descendentes y qué los hace efectivos.

Preguntas y respuestas sobre Posicionamiento Visual y Leica GS18 I

La ingeniera de producto Metka Majeric responde preguntas sobre la tecnología de posicionamiento visual y el Leica GS18 I GNSS RTK Rover.

¿Cuáles son los desafíos al realizar mediciones con un sensor GNSS convencional?

Para poder medir puntos, un sensor GNSS necesita recibir señales de satélite. La posición de un punto solo se puede medir cuando el sensor GNSS tiene acceso al cielo abierto y la punta del poste está físicamente al alcance del punto. Si esto no es posible, los topógrafos pueden utilizar métodos alternativos como:

  • Diferentes soluciones, por ejemplo, grabar offset, usar la funcionalidad COGO y dibujar
  • Equipo adicional en combinación con el sensor GNSS, p. Ej. CS20 con   DISTO integrado o un poste de 4 metros. Esta forma de medir puede llevar mucho tiempo y también puede comprometer la precisión.
  • Sensores alternativos como estaciones totales. El uso de estas alternativas también puede llevar mucho tiempo, cuando solo hay unos pocos puntos que no se pueden medir con un sensor GS.

Los usuarios se enfrentan a un desafío adicional, cuando es necesario realizar un levantamiento de muchos detalles . La medición de cada punto con la punta del poste requiere mucho tiempo en el sitio. También existe el riesgo de que se pierdan algunos puntos, y el sitio debe volver a visitarse, lo que genera costos adicionales.

¿Cómo supera la Leica GS18 I esos desafíos?

Con el GS18 I no hay necesidad de utilizar otros métodos que consuman mucho tiempo o equipos adicionales. Gracias a la integración de GNSS, IMU (Unidad de Medición Inercial) y una cámara, los puntos que tienen vista obstruida al cielo y otros puntos inaccesibles se pueden medir a partir de imágenes utilizando la tecnología de Posicionamiento Visual dentro del GS18 I. Esta nueva tecnología permite puntos de interés capturado desde la distancia para ser medido con precisión de nivel topográfico.

¿En qué situaciones los profesionales de la topografía utilizarían la tecnología de posicionamiento visual?

El posicionamiento visual es particularmente apropiado para:

  • Mapeo de cientos de puntos.
  • Medir puntos inaccesibles, como al otro lado de una calle muy transitada, detrás de una puerta o en áreas peligrosas (por ejemplo, con el riesgo de ser atacado por un perro, servicios públicos peligrosos, en el borde de un techo).
Figura 1 – Móvil Leica GS18 I GNSS RTK mientras se miden puntos sobre una valla
  • Puntos topográficos en lugares con obstrucción de la señal GNSS (por ejemplo, debajo de un techo, balcón o árbol).
  • Puntos de medición en la fachada de un edificio (por ejemplo, esquinas de una ventana y altura del techo).
Figura 2 – Medición de lados
  • Medición de puntos adicionales sin necesidad de volver a visitar el sitio.
  • Generación de nubes de puntos de objetos capturados.
Figura 3 – Nube de puntos generada a partir de grupos de imágenes capturados con GS18 I
  • Cálculo de volumen de acopios.
  • Captura de imágenes de la escena de un accidente para mediciones puntuales.
Figura 4: Captura de la escena de un accidente

¿Quién debería usar un GS18 I?

GS18 I está diseñado para usuarios que necesitan medir fácilmente puntos que son difíciles de alcanzar con un móvil GNSS RTK convencional. El GS18 I es la herramienta ideal para que los usuarios recopilen grandes cantidades de datos in situ. Los usuarios pueden decidir más tarde qué puntos medir en imágenes con precisión de grado de encuesta.

¿Cómo funciona el GS18 I? (Principio de medición)

Tomemos el siguiente video como ejemplo:

Un usuario quiere medir algunos puntos de interés en la zanja. Todo lo que se necesita hacer es caminar a lo largo de la zanja con la cámara apuntando hacia la tubería mientras la GS18 I captura imágenes automáticamente. El GS18 I captura imágenes a una velocidad de 2 Hz, lo que garantiza la superposición y la geometría óptimas de la imagen. Una vez que se detiene la captura, las imágenes serán procesadas automáticamente por los algoritmos que se ejecutan en Captivate. Las imágenes se pueden utilizar para la medición de puntos inmediatamente después de que se procesan las imágenes capturadas.

Durante la captura, GS18 I comprueba si la posición y la calidad de inclinación son lo suficientemente precisas. De lo contrario, la captura se detiene automáticamente, pero se procesan las imágenes que ya fueron capturadas. Además, GS18 I establece una conexión geométrica entre imágenes consecutivas extrayendo características (puntos distintivos) de las imágenes.

El siguiente video muestra cómo el algoritmo que se ejecuta en el GS18 I rastrea las características durante la captura:

Las imágenes se pueden utilizar para la medición de puntos inmediatamente después. Esto es posible gracias a la tecnología de posicionamiento visual.

¿Qué software se necesita para procesar las imágenes capturadas?

GS18 I es totalmente compatible con el software Captivate que se ejecuta en el controlador CS20 LTE o BASIC o en la tableta CS35.

Captivate procesará, posicionará y orientará automáticamente las imágenes capturadas, asegurando así el control de calidad ya en el sitio. No es necesario hacer coincidir los puntos de referencia o las líneas manualmente, como se requiere cuando se utilizan tecnologías similares.

¿Cómo se pueden medir puntos en imágenes y qué software se necesita?

Los puntos se miden a partir de imágenes dentro de Captivate que se ejecutan en el controlador CS20 LTE o BASIC o en la tableta CS35. Los usuarios pueden medir puntos en el campo justo después de capturar las imágenes.

Las imágenes también se pueden importar a Infinity, donde los usuarios pueden medir puntos en la oficina en una pantalla grande.

Simplemente elija un punto en una imagen y el algoritmo coincidirá automáticamente con el mismo punto en las otras imágenes. Con un clic, las coordenadas 3D del punto medido se calcularán y almacenarán en Captivate, tal como lo hubieran hecho con la punta del poste.

Cuando se utilizan otras soluciones para calcular coordenadas 3D a partir de imágenes, los puntos deben seleccionarse manualmente de cada imagen. Con el GS18, no es necesario seleccionar manualmente los puntos en cada imagen, ya que el algoritmo lo hace por usted. Cuando el punto elegido se empareja en imágenes consecutivas, la posición 3D del punto se reconstruye por medio de la intersección hacia adelante, como se muestra en la imagen siguiente.

Figura 5 – Intersección hacia adelante

¿Cuál es el principio fundamental detrás de la tecnología de posicionamiento visual?

La tecnología de Posicionamiento Visual se basa en la información proporcionada por las posiciones GNSS, la IMU y las imágenes capturadas.

Figura 6 – Fusión del sensor

Tomemos el siguiente video como ejemplo de un principio de medición.

Para medir puntos con un GS18 I, vaya a la posición inicial y comience a capturar imágenes en Captivate. Ahora camine, sosteniendo el GS18 I con su cámara hacia la esquina. Las imágenes se capturarán automáticamente con una frecuencia de 2 Hz. Una vez que se detiene la captura, Captivate calcula automáticamente la posición y la orientación de las imágenes en un sistema de coordenadas global, integrando los datos del GNSS y la IMU con características reconocidas en las imágenes. Luego, estas imágenes se guardan como un grupo de imágenes dentro de Captivate.

Las imágenes se procesan en tiempo real y se pueden utilizar para medir puntos justo después de que se detiene la captura. Usando solo una imagen, un punto se puede medir con un solo clic. El algoritmo que se ejecuta en Captivate hará coincidir automáticamente el punto seleccionado en otras imágenes y calculará las coordenadas del punto en un sistema de coordenadas local mediante una intersección hacia adelante.

¿También es posible crear nubes de puntos a partir de imágenes capturadas?

Sí, las imágenes capturadas con el GS18 I también se pueden usar en el software de oficina Infinity para generar nubes de puntos 3D.

¿En qué se diferencia el GS18 I del GS18 T?

El GS18 I es el nuevo producto estrella de la cartera de sensores GS de Leica Geosystems. Tiene toda la funcionalidad del GS18 T con el valor agregado de la tecnología de Posicionamiento Visual.

Al igual que cualquier otro sensor GS, el GS18 puedo utilizar correcciones RTK de todos los servicios de corrección GNSS. Para un rendimiento de medición óptimo con el GS18 I, recomendamos usar HxGN SmartNet, un servicio de corrección GNSS, que se puede usar con cualquier dispositivo GNSS y que se monitorea constantemente para verificar su integridad, disponibilidad y precisión.

¿Por qué debería invertir en el Leica GS18 I?

He aquí por qué el GS18 I puede ser beneficioso para los usuarios:

  • El GS18 I es un sensor GNSS RTK versátil . Puede utilizarse para medir puntos con un poste nivelado o inclinado. Además, se puede utilizar para medir puntos inaccesibles con precisión de grado topográfico mediante la captura y medición de imágenes.
  • Los puntos inaccesibles se pueden capturar fácilmente en imágenes sin comprometer la seguridad . No hay necesidad de preocuparse por cómo medir puntos en una calle concurrida o en una propiedad con un perro peligroso.
  • Reduzca el tiempo de campo capturando la escena de manera rápida y eficiente y decida más tarde qué se debe medir. El tiempo de campo se reduce y la medición se puede terminar en la oficina, aumentando así la  productividad.

¿Qué debe tener en cuenta un usuario al utilizar el GS18 I?

La tecnología de posicionamiento visual se basa en las mediciones GNSS e IMU, así como en las imágenes capturadas con la cámara integrada. Hay algunas condiciones que deben tenerse en cuenta al utilizar el GS18 I para medir a partir de imágenes:

GS18 I necesita tener suficiente recepción de señales GNSS durante la medición. Si se pierde el seguimiento de los satélites GNSS, la captura se detendrá automáticamente.
Si se requiere posicionamiento visual, evite usarlo en condiciones de oscuridad o cuando esté directamente frente al sol, ya que no se reconocerán fácilmente suficientes características en las imágenes capturadas para igualarlas.
Para obtener una precisión y un rendimiento óptimos, capture el objeto de interés desde una distancia de entre 2 my 10 m.
Cuando las imágenes se capturan desde una distancia inferior a 2 m, las imágenes pueden aparecer borrosas debido al enfoque fijo de la cámara. Por otro lado, cuando las imágenes se capturan desde una distancia superior a 10 m, la precisión disminuye.

Es posible capturar imágenes desde una distancia inferior a 2 mo superior a 10 m del objeto. En tales casos, el usuario debe tener en cuenta que la precisión puede verse reducida. También existe el riesgo de que no sea posible medir puntos utilizando imágenes.

La velocidad de captura de imágenes está optimizada para la velocidad normal al caminar. No es posible utilizar el GS18 I montado en un vehículo en movimiento porque las imágenes pueden aparecer borrosas.

Metka Majeric
Product Engineer, GNSS Solutions y parte del equipo de desarrollo GS18 I
Leica Geosystems

Artículo Original: https://leica-geosystems.com/products/gnss-systems/smart-antennas/leica-gs18i/of-visual-positioning-gs18-i

Cinco cosas que necesita saber para elegir un escáner láser móvil o terrestre

El año 2020 va a ser especial para la serie BLK de Leica Geosystems, cuyos modelos BLK247BLK3D, BLK360 y BLK2GO han ganado los Premios de innovación de CES y están contribuyendo a democratizar la tecnología de captura de la realidad en todo el mundo. El BLK360 y el BLK2GO destacan como escáneres láser de obtención de imágenes que son fáciles de usar y accesibles para personas sin experiencia con la tecnología de escaneado láser y captura de la realidad. 

Hoy queremos analizar los aspectos básicos del BLK360 y el BLK2GO, las diferencias entre ambos, cómo pueden funcionar juntos y cuál es el mejor para usted.

La mayor diferencia entre el BLK360 y el BLK2GO es sencilla: uno es un escáner láser móvil de mano y el otro es terrestre y se monta en un trípode. Esta diferencia de diseño y de funcionamiento no tiene que ver únicamente con la sencillez de uso, sino que afecta también a los planes para escanear un espacio, al tiempo necesario para hacerlo, al tipo de datos que se capturan y, por supuesto, al trabajo que se hace con el escáner y con los datos. Vamos a analizar cinco aspectos que se deben tener en cuenta al elegir entre un escáner láser móvil y uno terrestre.

1) El escaneado móvil puede ser más flexible

Con un escáner móvil de mano como el BLK2GO, tiene mucha flexibilidad y adaptabilidad en cuanto a la forma de escanear un espacio. Además, usarlo es muy sencillo: se sostiene en la mano y se pulsa una vez el botón para encenderlo. Se empareja con un iPhone para usar la app BLK2GO Live durante el escaneado (eso da información visual 2D y 3D en directo). Y es también muy ergonómico. Se pulsa de nuevo el botón para empezar a escanear y, a continuación, se camina por el espacio que se desea escanear y lo que se está capturando se ve en tiempo real con la app.

¿Se le ha pasado algo? Regrese a ese punto, vuelva a escanearlo y tendrá los datos que necesita. Es increíblemente sencillo y rápido. A diferencia del escaneado estático o terrestre, en el que hay que seleccionar las posiciones de escaneado correctas, no tiene que planificar la instalación del trípode ni calcular el tiempo necesario para cada escaneado. Con el BLK2GO, puede entrar en una habitación y en 10 o 20 segundos la habrá capturado entera.

Lo mejor de escanear con el BLK2GO es que, a menos que necesite combinar varios escaneados, puede escanear un espacio entero mientras dure la batería. Gracias a la tecnología SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), el BLK2GO escanea mientras el usuario camina por el espacio, lo que aumenta sustancialmente la velocidad de escaneado. SLAM rastrea elementos del entorno que ayudan a colocar el escáner en el espacio en 3D y a registrar la trayectoria durante toda la sesión de escaneado para obtener un conjunto de datos unificado de todo el espacio escaneado.

2) En muchos casos, el escaneado terrestre es más exhaustivo y preciso

Otra diferencia entre el escaneado móvil y el terrestre es la exhaustividad de los escaneados y la calidad general de los datos. El BLK2GO es excelente para realizar escaneados rápidos sobre la marcha cuando se necesita flexibilidad y unos milímetros menos de precisión no importan. El BLK360 proporcionará datos más precisos (4 mm a 10 m/7 mm a 20 m) que son mejores para crear visitas y recorridos virtuales. No obstante, los dos escáneres le permitirán agregar activos, como fotografías, a ubicaciones geoetiquetadas de los conjuntos de datos que se pueden ver usando apps asociadas como Cyclone FIELD 360 o BLK2GO Live.

El BLK360 tarda 3 minutos por escaneado con imágenes HDR y necesita un trípode o un pie, así como una planificación adecuada para escanear correctamente el espacio. En lugar de usar los algoritmos SLAM para orientarse y digitalizar todo el espacio como el BLK2GO, el BLK360 necesita registrar los escaneados, pero cada escaneado se hace exactamente de la misma forma (en función de la configuración definida), lo que debería generar una nube de puntos más uniforme.

Esto significa que, aunque ofrece funcionamiento con un botón y sigue siendo muy fácil de usar, el BLK360 requiere algo más de formación que el BLK2GO. Sin embargo, el BLK2GO también se ve directamente afectado por el usuario durante el escaneado (ya que no se usa trípode), de modo que también se necesita algo de entrenamiento para usar correctamente el dispositivo.

3) El escaneado terrestre tarda más tiempo, pero genera imágenes HDR

Usar un BLK360 simplemente lleva más tiempo. Por ejemplo, para escanear una casa de varias habitaciones con un escáner láser terrestre como el BLK360, es necesario escanear dentro de cada umbral, cada habitación, pasillo, escalera, etc. Hay que asegurarse de que el escáner tiene una línea de visión que abarque todo lo que se desea capturar, y eso exige planificar dónde se va a colocar el trípode y salir del campo de visión del escáner durante cada escaneado de tres minutos.

Si lo compara con el BLK2GO, usar el BLK360 para digitalizar un espacio similar le llevará más tiempo y tendrá que utilizar un programa de software como Cyclone REGISTER 360 para registrar los escaneados, pero obtendrá datos más precisos, una nube de puntos más densa y uniforme e imágenes mejores (debidas, especialmente, a la resolución HDR del BLK360). El BLK2GO también puede producir panorámicas de 300° con 3 de sus 4 cámaras integradas, pero en este caso la resolución será más baja, no HDR.

4) El escaneado móvil es mucho más rápido, pero menos preciso

Para escanear la misma casa con un escáner láser móvil como el BLK2GO, tiene que encender el escáner, emparejarlo con su iPhone (opcional, pero recomendado), pulsar el botón, caminar por la casa con el escáner y volver a pulsar el botón para apagarlo. Debe tener en cuenta dónde está su cuerpo al escanear pasillos estrechos o cruzar umbrales. Debe elevar más el escáner para que capture puntos situados detrás de su cuerpo, pero no será necesario que lleve un trípode, que se preocupe demasiado por la línea de visión del escáner en cada escaneado o que salga del campo del escáner durante tres minutos por cada escaneado ni que planifique de antemano las posiciones de escaneado.

Con el BLK2GO, tendrá una nube de puntos de toda la casa en mucho menos tiempo. Tendrá menos precisión (6-15 mm/20 mm absoluta), menos uniformidad y, probablemente, menos densidad en la nube de puntos, y las imágenes no serán HDR, pero solo necesitará unos minutos para escanear toda la casa, frente a la hora o más que haría falta con el BLK360. Además, puede usar la cámara de detalle de 12 megapíxeles del BLK2GO para hacer fotos durante el escaneado: solo tiene que pulsar el botón mientras escanea y obtendrá una imagen de alta resolución que se mostrará en la app BLK2GO Live App para que pueda revisarla. Estas imágenes se agregan como geoetiquetas cuando se importan en Cyclone REGISTER 360 y se pueden visualizar en aplicaciones como TruView o JetStream Viewer.

5) Los escáneres terrestres y móviles usan el mismo software para el registro

   Tanto el BLK360 como el BLK2GO usan el mismo software para el posprocesamiento, aunque el BLK2GO requiere registrar la nube de puntos, porque no es necesario registrar juntos los escaneados independientes (a menos que se tengan varios conjuntos de datos del BLK2GO que se quiera registrar juntos, claro). Puede importar datos directamente desde los dos escáneres en Leica Cyclone REGISTER 360 BLK Edition. BLK Data Manager, opcional y sin licencia, le permite descargar los datos sin procesar desde los dos dispositivos para importarlos posteriormente en nuestro software.

Tanto el BLK360 como el BLK2GO producen conjuntos de datos de captura de la realidad. Hay ligeras diferencias de precisión, pero puede registrar juntos los conjuntos de datos del BLK360 y el BLK2GO si lo desea. Por ejemplo, si tiene un escaneado del BLK360 de un edificio con escaneados del BLK2GO que se solapan, puede registrarlos juntos usando la alineación visual por medio de un proceso muy sencillo.

¿Cuál es el escáner adecuado para mí?

Si está interesado en el BLK2GO, es posible que ya tenga experiencia con escáneres láser terrestres como el BLK360. En ese caso, el BLK360 y el BLK2GO son herramientas muy complementarias para un kit de captura de la realidad. Los dos dispositivos tienen fines diferentes, pero relacionados entre sí: topografía (BLK360) y representación 3D (BLK2GO).

Si es un profesional de la arquitectura, la ingeniería y la construcción o del sector inmobiliario, el BLK2GO puede ofrecerle mucha más flexibilidad cuando necesite escanear espacios. A veces, no hace falta obtener la máxima precisión, de modo que para crear con rapidez un plano de planta 3D, un modelo o un estudio topográfico de un área, el BLK2GO es perfecto. Además, funciona muy bien como escáner complementario in situ para aumentar el trabajo realizado con un escáner terrestre. Pero si necesita más precisión, imágenes HDR y nubes de puntos con un espaciado más regular, el BLK360 es la mejor opción para usted. También puede sopesar el uso de las series RTC360 o ScanStation de Leica en función de los requisitos de su proyecto.

¿Y si no trabajo en el sector de la arquitectura, la ingeniería y la construcción o en el inmobiliario?

Tanto el BLK360 como el BLK2GO pueden ser excelentes herramientas para los usos no tradicionales del escaneado láser. Piense, por ejemplo, en quienes se encargan de las localizaciones de las películas o los creadores de efectos visuales en los medios de comunicación y el cine, que no necesitan una precisión topográfica, pero sí flexibilidad, velocidad y agilidad para documentar los decorados y los elementos de atrezo. El BLK2GO es ideal para ese tipo de trabajo.

¿Y qué sucede con las personas que trabajan en los sectores de la conservación histórica, la arquitectura, la arqueología u otros ámbitos que requieren trabajo de campo o investigación in situ? El BLK2GO permite a los usuarios realizar con rapidez estudios topográficos de los espacios para analizarlos posteriormente en el software. La portabilidad del BLK2GO resulta perfecta para estas situaciones: una herramienta de representación cartográfica que se puede llevar en la mochila.

Hay otros usos, como reunir datos de nubes de puntos e imágenes para crear contenido inmersivo y películas de realidad virtual o aplicaciones de realidad aumentada, conservación histórica y arquitectónica o flujos de trabajo de efectos visuales para películas y videojuegos.​

Formación de Usuarios en Revolucionario LiDAR – 1ra Parte

Cuando una nueva metodología entra en la sociedad de encuestas, las personas generalmente dicen que es fantástica, pero siempre tienen razones para dudar si es lo suficientemente confiable como para complementar o incluso reemplazar la forma existente en los trabajos reales. De hecho, LiDAR ha revolucionado la topografía y el mapeo en las últimas décadas. Gracias a las partes interesadas que ansían la última solución de mapeo para mejorar la eficiencia porque a veces el trabajo de campo es realmente un gran desafío. Su curiosidad intelectual y su sólida visión impulsan el avance de la industria. Este artículo se centra en algunas preguntas frecuentes de los usuarios finales que tienen la intención de comprar un sistema LiDAR, y la mayoría de las respuestas se pueden encontrar en la siguiente historia que presenta una capacitación completa del usuario en el trabajo de la encuesta real.

¿Qué pasaría si no pudiéramos manejar la operación de trabajo de campo y el procesamiento de datos incluso después de la capacitación del producto?

Esta historia trata sobre un distribuidor que planea iniciar el negocio de LiDAR a medida que ven las brillantes perspectivas del mercado. Al igual que muchos otros compradores potenciales de LiDAR, el tomador de decisiones estaría más preocupado sobre si esta inversión podría ser productiva como se desea. De lo contrario, el capital para este sistema LiDAR, por lo general no muy pequeño, podría ser en vano ya que el equipo de personal no puede hacer un uso completo de esta costosa adquisición. Algunas personas dicen que la capacitación de varios días en el momento de la entrega definitivamente permitirá a los compradores comenzar. “Es cierto, pero casi todo se hace con la guía de entrenadores del proveedor. ¿Qué pasaría si no pudiéramos manejar la operación de trabajo de campo y el procesamiento de datos incluso después de la capacitación bien organizada? preguntó el Sr. Karnadi Margaka, el inteligente jefe distribuidor de Indonesia. De hecho, dicha ansiedad es lógica y razonable porque los contenidos de capacitación típicos cubrirían no más que los fundamentos de LiDAR y un flujo de trabajo completo de prácticas operativas. Tal programa de entrenamiento parece ser bastante fructífero, pero a los principiantes les resultará difícil entender todos los conocimientos en la etapa inicial. “LiDAR es una solución que no es simplemente un producto independiente, cuya ejecución de la encuesta exige una serie de consideraciones generales y planes de trabajo”. según la Sra. Jane Jia, ingeniera de producto de LiDAR de Z-Lab y uno de los entrenadores. “Dado que los resultados de la nube de puntos láser varían en la forma de implementar la encuesta LiDAR, el conocimiento del sitio y la experiencia de campo a oficina serían muy cruciales, lo que permite a los usuarios adaptarse a diversas circunstancias”. Ella explicó.

En lugar de las pautas regulares del producto, se entregó un programa de capacitación basado en proyectos al equipo del distribuidor con la intención de aprender de la A a la Z. En otras palabras, el fabricante capacitó al equipo del distribuidor en uno de sus proyectos reales con requisitos y plazos específicos. El trabajo consistía en una topografía de 1: 500 destinada a la ingeniería de caminos rurales y la zona de reconocimiento parecía un corredor estrecho (ver Fig. 1) con una cobertura de 23 hectáreas. El área de la misión vino de la parte media de 2 aldeas vecinas sin atajos intermedios. A pesar de estar a 4 kilómetros de distancia lineal, los aldeanos tuvieron que dar un largo paseo, al menos una hora o incluso más que eso, con un giro en U muy grande (ver Fig.2) durante cualquier evento conjunto. En consecuencia, el gobierno local decidió desarrollar un camino directo para el beneficio mutuo a largo plazo,

¿Cómo construir un equipo especializado compuesto por pilotos de UAV experimentados y personal de procesamiento capaz?

Ubicada en el distrito de Zengcheng, Guangzhou, la zona de reconocimiento se encontraba a solo 70 minutos en automóvil desde la oficina. Los descubrimientos durante la visita al sitio fueron bastante similares a lo que el equipo notó en el análisis del terreno en GoogleEarth antes de partir hacia el destino. Manteniendo una cubierta vegetal de casi el 90% (ver Fig. 3), el área objetivo, aunque no es realmente grande, presenta un terreno montañoso típico con una caída de altura vertical de aproximadamente 100 metros, lo que sería un desafío difícil para las mediciones convencionales de terreno con estación total o GNSS RTK. “¡No es fácil, hombres! ¿Cómo obtener soluciones fijas RTK debajo de las densas copas de los árboles y lograr los resultados suficientes en colinas tan onduladas? dijo Engr. Rian Stadyanto, Gerente Técnico de la empresa distribuidora. Mientras mira el sitio a pie, los muchachos descubrieron que la accesibilidad al bosque agregaba otro problema, ya que pasar por el bosque no era nada divertido. En comparación con la fotogrametría de UAV, el levantamiento LiDAR basado en UAV debería ser una mejor solución para el control de precisión de elevación, ya que el empleador del trabajo esperaba 10 centímetros de desviación vertical. “Al penetrar en los espacios entre las ramas y las hojas de los árboles, los escaneos láser podrían alcanzar la superficie de la tierra desnuda. Lo que necesitamos son solo los verdaderos puntos del terreno que representan la verdadera superficie del terreno, ¿verdad? Y seríamos muy conscientes de las características del terreno y del entorno al buscar lugares adecuados para el despegue de UAV “. elaborado Engr. Jerry Xie, el otro entrenador, así como el gerente de proyecto de este trabajo de encuesta. El estudio LiDAR basado en UAV debería ser una mejor solución para el control de precisión de elevación, ya que el empleador del trabajo esperaba 10 centímetros en desviación vertical. “Al penetrar en los espacios entre las ramas y las hojas de los árboles, los escaneos láser podrían alcanzar la superficie de la tierra desnuda. Lo que necesitamos son solo los verdaderos puntos del terreno que representan la verdadera superficie del terreno, ¿verdad? Y seríamos muy conscientes de las características del terreno y del entorno al buscar lugares adecuados para el despegue de UAV “. elaborado Engr. Jerry Xie, el otro entrenador, así como el gerente de proyecto de este trabajo de encuesta. El estudio LiDAR basado en UAV debería ser una mejor solución para el control de precisión de elevación, ya que el empleador del trabajo esperaba 10 centímetros en desviación vertical. “Al penetrar en los espacios entre las ramas y las hojas de los árboles, los escaneos láser podrían alcanzar la superficie de la tierra desnuda. Lo que necesitamos son solo los verdaderos puntos del terreno que representan la verdadera superficie del terreno, ¿verdad? Y seríamos muy conscientes de las características del terreno y del entorno al buscar lugares adecuados para el despegue de UAV “. elaborado Engr. Jerry Xie, el otro entrenador, así como el gerente de proyecto de este trabajo de encuesta. Lo que necesitamos son solo los verdaderos puntos del terreno que representan la verdadera superficie del terreno, ¿verdad? Y seríamos muy conscientes de las características del terreno y del entorno al buscar lugares adecuados para el despegue de UAV “. elaborado Engr. Jerry Xie, el otro entrenador, así como el gerente de proyecto de este trabajo de encuesta. Lo que necesitamos son solo los verdaderos puntos del terreno que representan la verdadera superficie del terreno, ¿verdad? Y seríamos muy conscientes de las características del terreno y del entorno al buscar lugares adecuados para el despegue de UAV “. elaborado Engr. Jerry Xie, el otro entrenador, así como el gerente de proyecto de este trabajo de encuesta.

Después de la investigación del sitio y algunos preparativos, el equipo comenzó su tarea. El ensamblaje del sistema de hardware y la configuración de la estación base terrestre no podrían ser más que unos pocos consejos y prácticas (ver Fig. 4), que fue un trabajo bastante fácil para los dos aprendices rápidos. Para la misión, LiDAR SZT-R250 y DJI Matrice 600 estaban en servicio. Ajustaron un poco los parámetros de vuelo aumentando el AGL (por encima del nivel del suelo), ya que la seguridad del vuelo será la principal preocupación contra el terreno elevado. Cuando la grabación base, el estado del dron, el control remoto y la configuración del sistema LiDAR estaban listos, el UAV que llevaba el LiDAR y la cámara recibió el comando para despegar y continuó con su misión de adquisición de datos aéreos. Jerry habló con sus compañeros de equipo: “El vuelo del dron es simplemente pan comido porque la operación de vuelo DJI y el control en tierra son bastante fáciles de usar. Sin embargo, la parte más importante del trabajo de campo de la encuesta LiDAR basada en UAV es cómo manipular estas herramientas para obtener datos de calidad de acuerdo con las demandas laborales y el entorno real. El ajuste de parámetros apropiado y la altitud de vuelo razonable siempre nos traerán resultados satisfactorios. Después de todo, una operación tan hábil e implementación exitosa es la clave “. Según todos los proveedores, un consejo útil, así como un simple tópico, es que la práctica hace la perfección, como dice el proverbio. Obviamente, tanto los aprendizajes directos como la experiencia prestada podrían ayudar mucho, pero la última opción permite a los principiantes encontrar muchas menos rotondas en la práctica. “Al estar con los veteranos, me siento más seguro porque sus instrucciones intuitivas y lecciones dolorosas solo enriquecerían mi conocimiento y comprensión. Y no tenemos que tocar los picos y sufrir después de conocer su sabor amargo pasado. Es realmente asombroso, ¿no? El otro aprendiz serio, Engr. Axel Tobias, narrado.

¿Podría la precisión de salida de LiDAR satisfacer las necesidades del trabajo topográfico?

En total, 5 misiones aéreas en 2 días llegaron a su fin para completar la adquisición de datos en las 5 porciones de toda la zona de prospección, ya que no tenían más remedio que moverse entre los 3 puntos de despegue especificados por viajes largos y luchas cuesta arriba. Luego, a los 2 aprendices se les ocurrió otro tema y Rian preguntó: “¿Cómo verificar la calidad de los datos? Muchos agrimensores buenos en mediciones de estación total o RTK tienen mucha curiosidad por saber la salida, porque la precisión de la producción es la prioridad en el trabajo de encuesta, que siempre puede ser enfatizado por el empleador del trabajo ”. Esto es lo que piensan los novatos serios. Afortunadamente, los 2 jóvenes tuvieron la suerte de ver cómo el equipo de Z-Lab manejó estos problemas en el trabajo real. “En términos generales, el control de calidad de los datos incluye no solo la verificación de precisión, sino también algunos otros aspectos, como la integridad de los datos, densidad de puntos y espesor de nubes de puntos. Estos 4 elementos son los criterios principales del control de calidad de datos sin procesar. Antes de entregar los datos al centro de procesamiento, necesitamos verificar la calidad de los datos ”. Jerry enfatizó: “A nadie le gustaría volver y repetir porque a veces el sitio está muy lejos. ¡Además, es una pérdida de tiempo y vergüenza! Poco después de las misiones aéreas, Axel y Rian recibieron instrucciones del equipo de hacer algunas mediciones RTK (ver Fig. 5). Dichos 27 puntos (ver Fig. 6) se tomaron principalmente en la superficie del suelo duro en lugar de suelo blando o parte de la vegetación. “¿Por qué no medir algunos puntos en el arbusto o la hierba y luego comparar? El control de nivel de precisión en la vegetación es lo que todos los ingenieros geodésicos están ansiosos por ver ”. Rian volvió a expresar su idea con una mirada perpleja en la cara.

Las iniciativas de los aprendices complacieron a Jane, quien considera que la comunicación de capacitación es de hecho una oportunidad y una cultura de compartir. Ella les dijo a los dos jóvenes caballeros: “Los puntos que medimos en la parte de vegetación podrían no ser exactamente los mismos puntos que podemos obtener en la nube de puntos láser. En cierto sentido, la comparación de desviaciones no es convincente en absoluto. La medición de RTK en el arbusto o la hierba es realmente un acto simple y podemos obtener los resultados, solución fija o flotación, ya que la punta del poste de fibra de carbono llega al suelo físicamente. Este acto físico probablemente pasaría por algunas obstrucciones vegetativas que podrían inhabilitar los escaneos láser para llegar al suelo en realidad. Luego, en la comparación de software, el algoritmo simplemente selecciona el punto más cercano que se ha escaneado, que a veces está bastante lejos de ese punto que medimos en la zona densamente vegetada. ¿Crees que esta comparación tiene sentido? Este valioso mensaje no fue más que un faro de iluminación científica en un vasto mar de oscuridad para los 2 tipos diligentes que se sonrieron el uno al otro mientras llegaban a comprender la pista. Siguieron al equipo y comenzaron a procesar los datos paso a paso. La nube de puntos georreferenciada (ver Fig. 7), generada en el proceso Zt de Pt de software, provino de los datos de puntos de láser sin procesar más la información de trayectoria aérea que consiste en posicionamiento y orientación. Después de importar los puntos de control a la nube de puntos en el software TerraSolid, el informe de control presentó un resultado bastante satisfactorio que la desviación estándar, entre los puntos de control RTK y los puntos láser correspondientes, se controló por debajo de 3 centímetros en promedio (ver Fig. 8). “Cuando la nube de puntos láser es lo suficientemente precisa, el DSM y el DEM generados a partir de la nube de puntos también pueden ser confiables, ya que los datos sin procesar son fundamentales para todos los próximos enfoques y, en particular, el DEM es muy crítico en topografía. ¿Estoy en lo cierto? Y esta vez, Rian recibió una respuesta positiva de los entrenadores con signos de aprobación.

Revelando el riel subterráneo con un radar de detección

Autor: Renata Barradas Gutiérrez

La mayoría de la gente camina por la calle sin darse cuenta de lo que hay debajo de sus pies. Andre Fischer, ingeniero eléctrico y CEO de Fischer Scan , sabe que hay una intrincada red de servicios públicos que se despliegan enterrados en el subsuelo y que sostienen la vida moderna que surge del suelo. Las tuberías, los cables de fibra óptica, las tuberías de acero, los cables de alimentación, las líneas de comunicación, entre otros, deben detectarse y mapearse con precisión antes de que alguien comience a excavar para evitar accidentes o daños a los servicios públicos. Fischer sabe la importancia de ubicar y colocar con precisión cada tipo de utilidad y ha estado trabajando durante 10 años proporcionando las mejores pruebas no destructivas y servicios de localización de objetos del subsuelo.

Preparándose para descubrir lo desconocido

GTU Ingenieurgesellschaft mbH, una oficina de ingeniería geotécnica desde 1989, confió a Fisher Scan una tarea compleja: detectar todos los objetos metálicos, que podrían ser restos de municiones de la Segunda Guerra Mundial, debajo de las vías de la estación de trenes de Niederhalden en Alemania. Fischer tuvo que colocar con precisión los objetos metálicos de una manera no destructiva para que la compañía pudiera instalar nuevos cables de señal debajo de las vías del tren sin enfrentar obstrucciones.

Equipado con el radar de detección de la utilidad Leica DS2000 y el software de posprocesamiento de la utilidad DX Office Vision para esta tarea, Fischer recopiló los datos del radar de penetración terrestre (GPR) empujando sin esfuerzo el DS2000 en líneas de escaneo individuales en modo de área para detectar los objetos metálicos y servicios públicos El ingeniero eléctrico revisó una sección de 3 kilómetros del metro a lo largo de la vía del tren en más de 30 ubicaciones de una manera eficiente y que ahorró tiempo completando la tarea en solo dos días.

“Otros métodos, como los pozos de prueba, requieren demasiado tiempo, podrían causar huelgas de servicios públicos y tener costos adicionales como mano de obra y excavadoras. No se pudo usar un detector de metales alternativo porque hay cables de electricidad en el sitio ”, dijo Fischer. “El DS2000 es compacto, fácil de configurar, y el software integrado permite verificar en tiempo real los datos recopilados en el sitio. El trabajo eficiente redujo el tiempo que las vías del tren necesitaban cerrarse, ahorrando tiempo y costos “.

El procesamiento posterior de datos GPR se realizó en DX Office Vision para crear una documentación profesional de los objetos detectados. Utilizando la utilidad de software de procesamiento posterior, Fischer analizó los escaneos B, encontrando y documentando las hipérbolas que representan los objetos incrustados. GTU Ingenieurgesellschaft utilizó los datos GPR proporcionados al cliente, incluidos todos los objetos y servicios enterrados, para evitar golpes de servicios públicos y municiones durante la perforación y excavación.

“Estoy muy convencido de esta solución [DS2000 y DX Office Vision] porque es confiable, rápida y de alto rendimiento. Esta solución demostró ser el sistema más adecuado para este tipo de tareas y me permite trabajar de la manera más eficiente y atender los proyectos de mis clientes ”, dijo Fischer. “El software es intuitivo y fácil de usar y permite mapear y verificar los datos en la oficina si se necesitan reajustes”.

Desatando el potencial

La infraestructura que se encuentra bajo tierra debe mantenerse o repararse continuamente. Para conocer la posición precisa de las utilidades, Fischer confía en las soluciones de hardware y software de detección de utilidades de Leica Geosystems. Equipado con la tecnología Geosystems, Fischer Scan ofrece servicios competentes en el campo de pruebas no destructivas para estructuras de edificios, así como la ubicación y posicionamiento de tuberías subterráneas y líneas de suministro utilizando tecnología de inducción magnética y radar. Los servicios ofrecidos incluyen:

  • Localización y posicionamiento de objetos en el suelo u hormigón.
  • Análisis de análisis de datos de consultoría en el campo y optimización de datos de escaneo
  • Creación de datos de escaneo 2D y 3D y su integración en planes de datos DXF o DWG.

“Mi empresa ofrece servicios para detectar y posicionar servicios públicos en el subsuelo. Con Leica Geosystems como mi socio competente, tengo una solución completa para hacer crecer mi negocio con éxito en los próximos años ”, concluye Fischer.

Artículo extraido de https://leica-geosystems.com/es-cl/about-us/news-room/customer-magazine/reporter-85/03-revealing-rails-underground-with-detection-radar

Mejora de la seguridad pública a través de la captura de realidad 3D

La seguridad pública toma muchas formas, desde el control de multitudes y la seguridad en eventos públicos hasta el análisis de escenas de accidentes y crímenes. Tener una visibilidad completa de la evidencia, los puntos de amenaza y los entornos es esencial para mantener al público seguro y garantizar la justicia para las víctimas.

La captura de realidad 3D es un proceso de escanear y capturar una escena del crimen, un accidente, un entorno o un evento público en un modelo digital 3D, combinando medidas e imágenes para proporcionar una copia electrónica del espacio detallada, precisa y completa. Con la capacidad de analizar, volar, acercar, medir y anotar imágenes, la captura de realidad 3D ofrece una tecnología accesible que cualquiera puede usar.

Mejora de la seguridad pública a través de la captura de realidad 3D

Empoderar al usuario

Las nuevas innovaciones en la captura de realidad en 3D han creado soluciones que pueden usarse con una capacitación mínima para garantizar la seguridad pública. La operación simple de un solo toque, los escáneres livianos y el software automatizado hacen que sea más fácil que nunca aplicar rápidamente la tecnología 3D para mejorar la recopilación de pruebas, el control de multitudes, la gestión del tráfico y los flujos de trabajo. Los escáneres portátiles ligeros se pueden implementar rápidamente para escanear un área en minutos, lo que permite que se eliminen rápidamente las escenas del crimen y el accidente, con una interrupción mínima.

Con las herramientas de software automatizadas y las exploraciones y las imágenes de la computación perimetral pueden verificarse en el sitio, registrarse y construirse en una réplica digital detallada de 360 ​​° del área más rápido que nunca.

Beneficiando la seguridad pública

  • Entorno 3D que puede ser explorado y analizado.
  • Documentación de toda la escena en detalle.
  • Hardware fácil de usar y software automatizado
  • Eliminar la degradación de la escena con recorrido para los jurados
  • Escaneo rápido para minimizar interrupciones y retrasos
  • Pruebas preparadas por el tribunal a través de herramientas de verificación automatizadas
  • Analizar el movimiento de personas en eventos públicos para garantizar la seguridad.
  • Seguridad y formación del personal del evento con antelación.
  • Comprender las amenazas y los riesgos en la realidad digital.